FDM与SLA:哪种类型的3D打印类型机更适合您

立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)3D打印机的原理相同,都是通过紫外光照射光敏树脂固化成型,但工作的方式和过程不同,本文我们将深入研究两者的差异。

在众多的3D打印技术里,SLA和DLP是公认的可以在模型复杂性和精度方面达到最高标准的技术,使用的光敏树脂通常由环氧树脂、丙烯酸或甲基丙烯酸单体组成,这类液态树脂在波长380-405纳米的紫外光照射下会聚合和硬化,逐层构建出具有超高表面质量和精度的模型,广泛应用珠宝蜡模、牙科义齿以及精密复杂工业零件或手板的制造。

Stereolithography(SLA)是最古老的3D打印技术形式之一,可追溯到20世纪80年代早期,SLA 3D打印机的激光器有两种设计:位于料槽上方或下方,激光不是直接照射到液态树脂上,而是从快速移动的反射镜检测器偏转。通过X和Y轴方向的移动,该反射系统可以将光束引导到适当的点,定点诱导树脂单体的聚合。

根据设计的程序由点到面完成一层特定的形状和图像的构建之后,成型平台会向原理激光器的方向移动一层高度,从而继续下一层的固化。

用以3D打印的数字光处理技术(DLP)源于20世纪80年代末美国德州仪器公司推出的图像投影技术,与SLA的点状投射不同, DLP 3D打印机可投射并聚合一整层,当光线照射到树脂上时,它不会像SLA那样局限于单个光斑,而是整个层一次形成。

在这个过程里,投影的图案对于实现每层的期望形状至关重要,图像话是通过由数字微镜原件(DMD)实现的,他是一种动态掩膜,由一系列微米级尺寸旋转反射镜组成,这允许液态树脂在层内的不同位置处被差异照射和聚合。

现代DLP投影仪通常具有数千个微米尺寸的LED作为光源,它们的“开”和“关”状态是单独控制的,可以提高XY分辨率。近年也出现了一些DLP 3D打印机,使用LCD液晶屏代替DMD,显著降低了设备价格,例如LD-001 3D打印机。

DLP和SLA D打印机耗材的区别

DLP 和SLA的原理和工作模式大同小异,但他们使用的耗材不一定是可以通用的,因为两种技术的光源的功率密度差异较大。但由于组成相似,打印出的部件在性能相差不大。

光敏树脂主要由齐聚物、光引发剂、稀释剂组成,其中光引发剂通过吸收光能后,形成一些活性物质如自由基或阳离子从而引发聚合反应。齐聚物分子大小可用以调整固化聚合物的刚度,短链单体通常产生较硬的物体,而长链单体允许更多的柔韧性。

由此产生的机械性能差异,是各种成型技术的热门讨论主题,例如FDM 3D打印机的打印部件机械性能各项异性,在不同的方向施加载荷时,他们显示出不同的机械性能。与FDM不同,SLA和DLP都不具有广泛的各向异性,其性能更像模具注塑件。

了解了这两种技术后,您可能想知道哪种技术更好,其实这主要取决于您的要求:

如果将准确性和分辨率放在首位,很多人会认为SLA 3D打印机是首选,但这个答案正在发生变化。 SLA和DLP3D打印机的市场非常不同,特别是对于DLP 3D打印机。在过去,消费级SLA打印机可轻松实现25微米的Z分辨率,而许多DLP打印机难以达到50微米以下。但最新的技术进展使得DLP成为最高精度的竞争者,Kudo3D、Gizmo 、创想三维的DLP 3D打印机,已经在X,Y和Z轴上具有超高精度,已经甩开了目前中高端SLA 3D打印机。

另一方面,由于DLP 3D打印机使用像素化的光照射,过去在层边缘处显示看起来像“阶梯台阶”的细微伪影。但近年这个问题已经正在改善,创想三维的DP-002 光固化3D打印机,通过像素位移和抗锯齿补偿算法减轻这种影响,使得模型表面更光滑和细腻。

SLA和DLP之间最大的区别之一就是速度,由于其聚合方法是点状的,SLA通常非常慢。加快SLA 3D打印机在填充区域的成型速度,可以节省打印时间,但是非常有限,并且有可能影响整体强度,需要固化后期处理。

DLP 3D打印机的则允许一次固化层的整个表面,在轮廓和内部区域之间没有区别,后固化不是必需的。例如,对于相同的3D模型文件,使用DLP 3D打印机需要30分钟,而SLA3D打印机需要4个小时。

对于需要将光固化3D打印机用以批量制造,设备的可靠性和成品的一致性是重要因数,光固化3D打印机用以批量制造,相对于SLA,DLP 3D打印机的移动部件更少,因此,它的故障发生率更低,并且可以保持稳定的打印模型。

两种光固化3D打印机是复杂的设备,包含大量的电子元件和操作所需的光学元件,维护和相关成本都比较高。特别是SLA 3D打印机,由于其复杂的结构,如果发生故障或零件需要更换,必须要专业人员才行。另外,系统的校准是必要的,并且通常这只能由专业人员正确完成,这可能意味着打印机需要运回3D打印机制造商。 相对来说,DLP具有更简单的组件。

创想三维光固化3D打印机

DLP 3D打印机作为更新的技术,在速度和精度上的优势明显,具有更高的性价比。但尽管DLP 3D打印机具有众多的优势,目前它并不能淘汰SLA 3D打印机,原因正是最大打印尺寸。

由于DLP 采用像素化投影,打印尺寸受投影仪或LCD液晶屏的制约,尽管最大成型尺寸在不断提升,但是有限的,DLP 3D打印机比较适合牙科、珠宝等中小型的零件和手板。而SLA则不同,理论上他的成型尺寸跟FDM 3D打印机一样,可以无限大。这也是前文所说的,DLP和SLA的选择取决于需求和应用场景的关键原因。

最后,关于光固化技术,目前世界各地的实验室正在开发什么?

1、新型双光子固化技术(2PP)

在目前的SLA和DLP 3D打印机中,聚合光敏树脂的是单个光子。目前,一种称为双光子聚合(2PP)的新型激光辐射主要用于研究和高端应用,它利用两个激光脉冲在空间中的交叉点固化树脂,由于该过程的非线性特性,可以实现大约/gongsidongtai/23-2971.html

个人3D打印机价位在元左右, 与我们普通人和家庭所应用的最为普遍的是FDM3D打印技术,这种技术可以进入到家庭,操作简单,所用材料普遍易得,这种技术打印出产品也接近我们的生活用品,所用的材料主要是环保高分子材料,如:PLA、PCL PHA PBS PAABS PC PSPOMPVC,一般我们老百姓日常在家庭中所使用材料应考虑安全第一原则,所选材料要环保,如PLA、PCL PHA PBS 生物PA,而ABS PC PSPOMPVC等不适于用于家庭应用,因为这种技术是一般是在桌面上打印,熔融的高分子材料所产生的气味或是分解产生有害物质直接与我们的人和家庭成员接触,容易造成安全问题,所以在家庭使用时一般建议用生物材料合成的高分子材料。
工业级3D打印机价位一般在几十万到上百万,进口机器,国内无,据了解国内比较有名气的而且引进该款机器的有一家美时美刻3D打印,专为工业提供定制解决方案所用。
价格来源网络 仅供参考


你好,个人用3d打印机和工业级别的区别
由于桌面机目前只有FDM, SLA 两种技术,从数据上看,工业机和桌面机差别不大, FDM 的最小分辨率由打印挤出口的大小决定,基本都在0.3-0.6MM之间,层厚由Z轴决定,由于桌面机多用步进电机,工业3D打印机则采用伺服电机,在实际打印过程中避免了失步等导致精度失真的问题


打印速度是区分工业机和桌面机另一重要区别,由于桌面机在成本上的限制,多采用16位和32位芯片作为主控芯片,数据处理速度难以和64位的CPU相比,在FDM 上由于精度的原因,差别不大,但在SLA技术上前者扫描速度最多为1m/秒, 而后者可达7m-15m/秒.

如果采用西通喷墨式打印机,以及类似的PROJET 系列,由于同时刻喷出的墨滴达到上百,前者的运算速度根本不能胜任。

3)打印支撑的设计和去除质量


打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的最重要标志,为什么呢? 因为工业机是应用在实际生产领域,对最后打印的效果要有很高的可控性要求, 用过桌面机的朋友都知道,无论是FDM,还是SLA设备,由于支撑和实体在打印过程中是不区分的,打印结束后支撑的剥离是个非常不可控的因数, 最后往往会导致剥离失败,破坏实体。

而工业机就根本性解决了这个问题,比如西通RIVERBASE 500 通过软件算法,对实体和支撑采用不同的速率和激光能量打印,使支撑和实体固化为不同的材料, 从而达到易剥离的目的,另外,西通正在研发的喷墨式工业打印机,把支撑和实体设计为两种不同的树脂材料,其中支撑材料融于特定溶液,达到去支撑无痕化的目的.

4)打印尺寸是区分桌面和工业级打印机的重要指标

一般来说,支持的打印尺寸越大,打印机的价格越昂贵。如果你需要一个能打印微波炉大小的3D打印机,恐怕在至少要把价格定位要3000美元这个级别。现在市场上绝大部分的桌面3D打印机,都只能打比较小的东西。即使要打印像iPad底面大小的物体,恐怕很多打印机就不能胜任了。但是如果只需要打印茶杯大小的物体,市面上几乎所有的打印机都能做得到。


工业打印机一般打印体积都很大,以适合于规模化的生产。但是相应地,大的体积导致系统复杂性成倍提高,材料成本增加,测试、安装、运输、维护费用高昂;尤其是在保持可靠性的前提下,基本上每个零部件的指标都更加苛刻,才能保证整机的打印精度和稳定性。这些因素都会成倍地提高打印机造价。另外工业打印机不象家用打印机设计那么简单,一般还有各种关于合规(compliance)的设计,以符合不同工业的要求,这些也都会很大程度上增加造价。
打印可靠性,通俗来说,就是打印成功率。打印成功率才是真正考验设计团队功力的指标,也是区分桌面和工业级别3D打印机的重要指标,毕竟工业级打印机是用来量产的。打印过程通常很漫长,一般至少要几个小时,而只要有一个细节没有处理好,打印就算失败了。这个时候,别的细节打印精度再高,又如何?毕竟整个材料都浪费了。现在即使号称业界最稳定的桌面3D打印机,打印成功率也只有70%多一些。这也意味着,打印一百次,由于种种原因,至少有30次使用的材料是废掉的。而这些材料用户都是无法回收的,只能扔掉,所以每次打印失败,都是一件费时、费钱又窝火的事情。而对用户来说,可靠性毕竟不是客观指标,本身也很难量化。而工业机的打印成功率几乎能做到100%,大大提高了生产效率,降低了包括人力,时间等综合成本.
基于成本及体积原因,桌面机几乎对打印过程没有自动校正和检测功能,而此项设计是工业机的标配,西通RIVERBASE500 有液面自动监测和调平,激光功率在线监测和自动修复,以及光斑尺寸监测及调整,以保证打印过程平稳顺畅,即将推出的西通喷墨式打印机还配备了墨滴监测,每一次喷墨过后都进行监测来防止堵头的发生,
工业机器广泛的运用于航空, 航天,汽车制造,医疗,模具,珠宝制作等行业,购买者大多集中在大型企业,以及制造分包商,而桌面机市场更多地集中在教育,创客,和简单模型制作,客户主要是大中小学,MAKER, 以及创意个人.
工业机是3D打印行业的真正的白富美,技术含量高,专利等竞争门槛把大多数排出在外,目前还属于卖方市场,SLA,SLS,SLM,3DP,INKJET, 等普通设备一般在人民币60万到1000万不等,国内提供商除珠海西通外,还有西安恒通,北方恒力等,而个人用3d打印机在国内经过多年的竞争,市场已陷入红海,价格从2000元到10万元不等,销售主要依靠招投标,以及网上零售市场。价格来源网络,仅供参考。


【摘要】:在新产品样件开发中,导入3D打印技术,以一款微型汽车发动机风扇快速成型制造为研究对象,简述了SLA和FDM2种3D打印快速成型方法的概念和原理,介绍了SLA和FDM2种不同的3D打印设备。探讨了基于SLA和FDM的发动机风扇3D打印过程及工艺方法,对比分析了SLA和FDM快速成型制造方法的特点和差异,并通过力学实验和高低温交变试验,对比验证SLA和FDM快速成型的发动机风扇产品的力学性能,总结了SLA和FDM的工艺特点,提出了新产品开发如何选择恰当的3D打印设备与工艺的建议。


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