FDM (Filament) vs. Harzdrucker; Welches ist besser?

FDM- und Resin-Drucker sind die beiden gängigsten Arten von 3D-Druckern, die derzeit auf dem Markt für Bastler und Heim-3D-Druck-Enthusiasten erhältlich sind, und obwohl sie beide 3D-Drucker sind, könnten sie unterschiedlicher nicht sein.

Zu wissen, welche Sie kaufen müssen, ist meiner Meinung nach äußerst wichtig, da Sie die richtige Maschine für Ihre spezifischen Anforderungen erhalten möchten, da sie sehr unterschiedlich funktionieren.

In diesem Artikel gehen wir darauf ein, worum es beim 3D-Druck geht, die Unterschiede zwischen FDM- und Harz-3D-Druckern, welcher für jeden Anwendungsfall besser geeignet ist, die damit verbundenen Kosten und vieles mehr!

Die kurze Antwort lautet:FDM-Drucker verwenden ein Kunststofffilament als Druckmaterial, das geschmolzen und aufgetragen wird, um das Objekt Schicht für Schicht zu erzeugen, während Harzdrucker ein flüssiges Harz verwenden, das normalerweise Schicht für Schicht durch ultraviolettes Licht ausgehärtet wird Licht, das es härtet. Harzdrucker haben eine viel höhere Druckqualität als FDM-Drucker, aber dies ist mit höheren Kosten verbunden, sowohl in Bezug auf den Kaufpreis als auch auf die Betriebskosten der Maschine.

Was ist 3D-Druck?

Der 3D-Druck besteht aus einem Prozess, der mit der Digitalisierung eines Objekts beginnt, das mit Hilfe einer CAD-Software (Computer Aided Design) entworfen werden kann, mit der Sie dieses digitale Modell dann mithilfe eines 3D-Druckers materialisieren können FDM, jeder Harzdrucker oder jede andere Art von Drucker.

Sobald das Design erstellt ist, müssen Sie es mit einer Slicer-Software aufteilen, die das Modell horizontal in mehrere Schichten „aufteilen“ oder „schneiden“ und diese Informationen dann im G-Code-Format ausgeben kann.

Der Drucker kann diese Informationen dann verwenden, um das Modell Schicht für Schicht zu drucken, ganz unten beginnend, die gesamte Schicht drucken und dann zur nächsten Schicht übergehen, und so weiter.

FDM-Technologie

Diese auch als FFF (Fused Filament Fabrication) bezeichnete Technologie besteht darin, ein thermoplastisches Polymerfilament zu verwenden, das durch eine extrem heiße Düse von etwa 200 Grad Celsius geschoben wird, die dann schmilzt und den Kunststoff auf einer ebenen Oberfläche abscheidet, die als bekannt ist ein Bett, Schicht für Schicht.

Harzdrucker – Photopolymerisation im Bottich

Harzdrucker funktionieren ähnlich wie FDM-Drucker, in dem Sinne, dass sie Schicht für Schicht drucken, aber alles andere ist ganz anders:Der Prozess besteht aus einem Behälter, der mit Photopolymerharz gefüllt ist, das polymerisiert, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, sich verfestigt und a bildet dünne feste Schicht.

Der Mechanismus enthält einen Laser, der Licht aussendet, das von einem Spiegel in die Wanne gelenkt wird und die zu druckende Schicht in zwei Dimensionen zieht. Es hat auch eine Plattform, die sich von unten nach oben bewegt, wo das Objekt „befestigt“ wird, ähnlich wie die Perle eines FDM-Druckers, nur verkehrt herum.

Diese Technologie ist als Stereolithographie oder SLA bekannt.

Es gibt andere Technologien, die das gleiche Phänomen der Polymerisation durch die Einwirkung von ultraviolettem Licht nutzen, nämlich:Digital Light Processing oder DLP und MSLA (Masked Stereolithography).

DLP basiert darauf, das Bild des Teils in seiner Gesamtheit zu projizieren. Diese Projektion erfolgt durch eine Reihe beweglicher Spiegel, die das gesamte Bild auf das Harz projizieren, wodurch der gesamte Prozess beschleunigt wird.

MSLA, oder auch als LED-LCD bekannt, ist eine Innovation der DLP-Technologie, bei der das Spiegelarray durch ein LCD-Gerät ersetzt wird, das die Funktion hat, Licht zu blockieren oder durchzulassen, das dann das Harz verfestigt.

Unterschiede zwischen Filament- und Harzdruckern

Wie Sie vielleicht in der kurzen Beschreibung beider Technologien gesehen haben, funktionieren sie auf völlig unterschiedliche Weise und verwenden auch unterschiedliche Materialien:FDM verwendet Filament, das schmilzt und an der vorherigen Schicht haftet und allmählich das Modell bildet, während SLA, DLP usw. , verwenden Sie Harz, das mit ultraviolettem Licht gehärtet wird.

Schauen wir uns nun die Unterschiede zwischen der Druckqualität, der Haltbarkeit der von ihnen hergestellten Teile, den Kosten für das eine oder andere und mehr an.

Druckqualität

Was beim Betrachten der von Harzdruckern erstellten Drucke sofort auffällt, ist die Qualität und Präzision bei der Konstruktion der Teile.

Wenn wir uns auf die oben beschriebenen Technologien beziehen, können wir schlussfolgern, dass bei FDM-Druckern die Schichtdicken im Verhältnis zu denen von Harzdruckern größer sind und sie daher nicht so detailliert drucken können , was besonders bei Miniaturen auffällt.

Das Endprodukt aus dem Harzdrucker hat eine gleichmäßigere Oberfläche ohne sichtbare Nahtlinien, die beim FDM-Druck üblich sind. Die Druckqualität ist einer der wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden Technologien, und Harzdrucker produzieren tatsächlich Drucke mit viel höherer Auflösung.

Materialien und Haltbarkeit des bedruckten Teils

Eine der bisherigen Stärken des FDM-Drucks ist die Vielfalt der auf dem Markt verfügbaren Materialien, da Sie Hunderte von verschiedenen Filamentmarken, -typen, -farben und mehr finden können, aber beim Harzdruck sind Sie viel eingeschränkter. P>

Darüber hinaus ist die Gesamtfestigkeit der Modelle, die aus einem Harzdrucker kommen, im Verhältnis zum Material insgesamt etwas geringer, ganz zu schweigen davon, dass Harz mit der Zeit unter UV-Licht abgebaut wird, wodurch das Teil noch schwächer wird.

Da Harzdrucker nicht so in der Lage sind, große Modelle zu drucken wie FDM-3D-Drucker, sind Sie beim Drucken von Prototypen möglicherweise ziemlich eingeschränkt und müssen das Modell aufteilen oder das Design vollständig ändern.

Volumen aufbauen

Das Volumen des zu druckenden Teils ist ebenfalls eine Einschränkung, da der Harzdrucker kleinere Abmessungen und daher ein kleineres Druckvolumen hat.

Es sollte klargestellt werden, dass wir über den Verbrauchermarkt sprechen, d. h. jene Drucker, die für die Mehrheit erreichbar sind, und nicht solche, die auf einen professionellen Markt ausgerichtet sind.

Druckgeschwindigkeit

Die Druckgeschwindigkeit ist bei Harzdruckern höher, da die zu verfestigende Schicht auf einmal gedruckt wird. Wenn wir also mehrere Modelle drucken, werden Harzdrucker den FDM-Druckern in Bezug auf die Geschwindigkeit voraus sein.

Genau wie bei FDM-Druckern können Sie, wenn Sie die Druckgeschwindigkeit noch weiter erhöhen müssen, die Slicer-Einstellungen anpassen, um die Schichthöhe zu erhöhen, sowie andere Parameter anpassen, um den Druck schneller abzuschließen. Denken Sie daran, dass schnelleres Drucken normalerweise eine geringere Druckqualität bedeutet.

Nachbearbeitung

Im Moment der Fertigstellung des Drucks ist das Teil im Fall von FDM im Allgemeinen fertig und einsatzbereit. Obwohl es erwähnenswert ist, dass es in einigen Fällen notwendig ist, etwas Stützmaterial zu entfernen oder es zu schleifen, um es als „fertig“ zu bezeichnen.

Andererseits sind Harzdrucker nicht so einfach:Das unverarbeitete Harz muss in einem Isopropylalkoholbad entfernt und der Druck dann in einer UV-Lichtkammer ausgehärtet werden (oder Sie können ihn in der Sonne lassen). Schließlich müssen in den meisten Fällen auch Stützen entfernt werden.

Wartung

Resin-Drucker sind kompakter und haben weniger mechanische Teile, die angepasst werden müssen, im Gegensatz zu FDM-Druckern, die Elemente aufweisen, die bei Gebrauch verschleißen.

Beispielsweise könnten Sie auf ein Szenario stoßen, in dem die Düse verstopft ist und Sie sie beseitigen müssen, oder die Riemen angepasst oder ausgetauscht werden müssen, ein Stück Filament in einen der Kühllüfter fallen und es blockieren kann usw.

Bei Harzdruckern mit DLP- oder LED-LCD-Technologie kann der LCD-Bildschirm beschädigt werden und auch die FEP-Folie, die Teil des Harztanks ist, muss von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden.

Insgesamt sind Harzdrucker teurer in der Wartung, da die Teile, die ersetzt werden müssen, wenn auch nicht so oft wie die Teile eines FDM-Druckers, viel teurer sind.

Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit

Harzdrucker sind einfacher zu verwenden, da die verschiedenen Parameter des Druckers selbst (Bettnivellierung, Riemenspannung usw.) nicht angepasst werden müssen, aber besondere Vorsicht geboten ist, da das Harz flüssig und sehr giftig ist Seien Sie beim Umgang mit Harz äußerst vorsichtig und tragen Sie die erforderliche Schutzausrüstung.

FDM-Drucker hingegen verwenden ein festes Kunststofffilament, sodass keine Gefahr besteht. FDM-Drucker, insbesondere billige, erfordern jedoch eine konsequente Wartung, und Sie müssen das Bett möglicherweise auch alle 5 oder 10 Drucke nivellieren.

Sowohl thermoplastische Polymere als auch Harze erzeugen Gase, die in einigen Fällen giftig sein können, wie im Fall von ABS, das Arbeiten in belüfteten Bereichen erfordert.

Darüber hinaus müssen im Fall von Harzdruckern und wie ich gerade erwähnt habe, Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, da das Material flüssig und relativ giftig ist. Daher müssen Sie mit Handschuhen arbeiten, um Hautreaktionen zu vermeiden, eine Schutzbrille tragen usw.

Kosten

Ich werde die Kosten in drei Komponenten aufteilen:

• Anschaffungskosten.
• Materialkosten.
• Wartungskosten.

Die Einführung der Technologie reduziert ihre Kosten, da sie aufgrund des Angebotswachstums breiter verfügbar wird. FDM ist in dieser Hinsicht führend, und die Anschaffungskosten sind eindeutig niedriger, obwohl Harzdrucker für den Heimgebrauch für 250 bis 300 US-Dollar erhältlich sind und mit der Zeit immer billiger werden.

Filament ist mit etwa 20 $ pro 1-kg-Spule auch relativ erschwinglich.

Einerseits benötigen Harzdrucker neben Photopolymer Isopropylalkohol für die endgültige Aushärtung und den letzten Schliff, und wie ich bereits erwähnt habe, ist Harz viel teurer als Filament, etwa fünfmal so viel, und Sie müssen Isopropylalkohol hinzufügen Alkohol in die Mischung, also ist der Preis für den Betrieb des Druckers jetzt noch höher.

Schließlich sind die Wartungskosten für Harzdrucker höher, da die auszutauschenden Teile viel teurer sind als die eines FDM-Druckers, wie z. B. die FEP-Folie, die im Allgemeinen alle 20 bis 30 Drucke oder wenn sie sich zeigt, ausgetauscht werden sollte Gebrauchsspuren.

FDM-Drucker hingegen erfordern nicht wirklich eine vorbeugende Wartung, da sie jedoch viele mechanische Teile haben und häufig Schäden erleiden, die einen erheblichen Zeitaufwand erfordern.

Welche Technologie wählen?

Die Wahl des richtigen Druckers ist nicht so einfach, aber wenn Ihnen die Druckqualität wichtiger ist als alles andere, dann würde ich empfehlen, einen Resin-Drucker zu wählen, aber denken wir kurz darüber nach:

Erstens müssen wir in der Lage sein, das zu lösende Problem klar zu identifizieren, und zweitens müssen wir unsere funktionalen oder nicht funktionalen Bedürfnisse kennen.

Hier ist ein praktisches Beispiel:

Angenommen, wir wollen funktionale elektronische Geräte in kleinem Maßstab entwickeln, die eine Art Container benötigen, um die Schaltung und gleichzeitig einen zusätzlichen Funktionsmechanismus aufzunehmen.

Ich würde vorschlagen, eine Liste von Kriterien zusammenzustellen, anhand derer wir dann die Wichtigkeit der Merkmale gewichten können, die unser Modell haben soll, und jedem von ihnen einen Wert zuweisen, um anhand der Ergebnisse besser zu bestimmen, welcher Drucker zu bekommen ist:

Kriterien	Wert
Druckgeschwindigkeit	5
Genauigkeit	2
Druckqualität (Auflösung)	3
Größe	5
Kosten	1

Dies ist nur ein Ausgangspunkt, der es Ihnen ermöglicht, objektiver über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Technologien nachzudenken und zu einer vernünftigeren Schlussfolgerung zu gelangen.

Zumindest im Moment bieten Harzdrucker im Vergleich zu FDM-Druckern einen viel höheren Detaillierungsgrad und können dann sogar viel schneller Stapel drucken. All dies ist jedoch mit höheren Kosten verbunden, da mit flüssigem Harz umgegangen werden muss, Schutzausrüstung gekauft und verwendet werden muss, IPA verwendet wird usw.

Schlussfolgerung

Beide Technologien haben ihre Vor- und Nachteile sowie einige Unterscheidungsmerkmale. Was ist nun, wenn Harzdrucker billiger werden, ein größeres Druckvolumen und eine Vielzahl von Materialien bieten? Nun, ich denke, das wird in den nächsten Jahren passieren und Harzdrucker werden langsam einen größeren Marktanteil gewinnen.

Ohne auf eine erschöpfende Analyse der Entwicklung der Lichthärtungstechnologie in einem Behälter einzugehen, ist klar zu erkennen, dass diese Drucker langsam aber sicher ihren Weg auf den Markt gefunden haben und auch immer billiger wurden, und ich denke, dass dies die Zukunft von Harz ist Druck sieht ziemlich hell aus.

Derzeit gibt es auf dem professionellen Markt Drucker wie den Form 3L, die einen Teil der in diesem Artikel vorgestellten Einschränkungen lösen, aber diese spiegeln sich nicht in den kostengünstigeren Modellen oder für den Heimgebrauch wider, da es sich um teurere Drucker handelt, die für größere Betriebe ausgelegt sind .

Auch wenn die Zukunft von Harzdruckern sehr gut aussieht, denke ich wirklich, dass FDM-Drucker zumindest für die meisten Menschen, die sich für 3D-Druck interessieren, besser sind, da sie nicht die gleichen Vorsichtsmaßnahmen erfordern wie Harzdrucker, da Harz giftig ist und Sie müssen sehr vorsichtig sein, wenn Sie es verwenden.