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3D打印机技术大比拼:SLA和FDM的差别在哪儿


作为当前最流行的自动化制造设备,3D打印机依托数字化制造系统,打破了传统制造工业的限制,让快速迭代成为可能的同时,也让普通人能从事自由制作,近年来,随着3D打印技术的不断发展,3D打印机种类也越来越多,功能也不尽相同。接下来,我们来看看FDM和SLA这两类机型最关键的不同之处。

1、基本原理

FDM,“熔融沉积”技术通过将丝状材料,如热性塑料、蜡或金属的熔丝从加热的喷嘴挤出,依照零件每一层的预订轨迹,以固定的速率进行熔体堆积。其机械系统主要包括喷头、送丝机构、运动机构、加热工作室、工作台5个部分。熔融沉积工艺使用的材料分为两部分:一类是成型材料,另一类是支撑材料。

       

FDM(熔融沉积快速成型)


SLA,“立体光固化成型”,运用的材料是光敏树脂,用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料外表,使之由点到线,由线到面的次第凝固,完结一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面,这样层层叠加构成一个三维实体。

       

SLA(光固化成型)

2、成型空间

FDM 3D打印机,在架构上灵活多样,有XYZ框架结构的,有三角州结构的,有机械手臂的,因此成形空间可以做得很小,也可以做得很大。

SLA是最早出现的快速原型制造工艺,通过光轴移动来打印的,理论上一样可以做很大的尺寸。但由于SLA工业机型采用正向摆向树脂缸的深度要和工件的高度一样,成型空间必须充满树脂材料,这也意味着设备体积必须非常大。同时,每次更换材料,都必须要排空整个料缸。

3、打印精度

FDM机型是由熔融材料通过喷嘴挤出逐层叠加获得零件,成品台阶效应比较明显(表面纹理)。另外,理论上FDM机型喷头直径越小精度越高,但是喷头小了,也容易造成耗材堵塞,所以喷头不是越小越好。

而SLA工业机型是激光固化成型,在精度上有FDM机型无法逾越的优势,可制作各种结构复杂的精密零件和组装件。

       

   

4、打印耗材

FDM机器现在比较普及,耗材相对便宜,主要有PLA、ABS、TPE、TPU等。其中,PLA是一种可生物降解的热塑性塑料,所以它相对安全,适合在办公室、教室及家庭等使用。ABS是一种高强度、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料,其熔点温度比PLA更高,打印时必须对平台进行加热,避免耗材冷却太坏出现翘边和收缩。TPE / TPU柔性材料,可以制造伸展性特别好的物体。但打印时难度较高,特别是对于远端送料的3D打印机,很难控制柔性材料的进退。

SLA机型耗材为液态光敏树脂,具有固化快速、成型精度高、表面效果好、易后处理等特点,适用于汽车、医疗器械、电子产品、建筑模型等手板样件的制作。需要注意的是,光敏树脂需密闭,同时为防止提前发生聚合反应,需要避光保护。

FDM工业设备主要涉及的是机构运动和控制方面,相对来说技术门槛及造价成本较低,另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染,使得成型成本大大降低。而SLA工业设备技术门槛比较高,设备厂商比较少但实力比较雄厚,一台工业设备三十万到数百万不等。虽然两者价格相差数倍,但对于要求高精细度模件制造的企业来说还是非常值得的。

FDM和SLA各有优缺点,可用于完成不同的任务或与多部件组装构建相结合。如果您希望制作出具备精细表面的展示性设计模型,那么SLA是更好的选择。而对于从设计,制造到后期小批量生产为主要需求的零件制造,FDM将更加适用。

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