Wie unterscheiden sich FDM- und SLA-3D-Drucktechnologien?

Der 3D-Druck ist keine neue Technologie, wie es scheint, wenn nicht schon seit vielen Jahren, seit 1986, als Chuck Hull , Gründer von 3D Systems, zeichnet den ersten 3D-Drucker auf. Dies war ein 3D-SLA-Drucker (StereoLithoGraphy), der ein Harz verwendet, das sich durch Photopolymerisation verfestigt, wenn ein Laserstrahl darauf trifft. Nur zwei Jahre später , Scott Crump , Gründer von Stratasys, bringt den ersten 3D-FDM-Drucker (Fuse Desposition Modeling) ans Licht, der derzeit die bekannteste Art von 3D-Druckern im sozialen Bereich ist.

Die Funktionsweise beider ist ähnlich; Beide Arten von 3D-Drucktechnologien stellen die Teile Schicht für Schicht her. Das FDM lagert Material im gesamten Gebiet ab der Schicht, in der es sich befindet, während das SLA das Harz direkt verfestigt dank eines Laserstrahls.

Hauptunterschiede zwischen 3D-FDM- und SLA-Druckern

Materialien und Farben

Die am häufigsten verwendeten Materialien bei FDM-Druckern sind PLA und ABS, obwohl es immer üblicher wird, fortschrittliche Materialien zu verwenden wie PETG, Nylon und Materialmischungen wie PC-ABS oder PLA mit Fasern. Die Materialvielfalt wird jeden Tag umfangreicher, sowohl in Materialarten als auch in Farben.

Die meisten FDM-Drucker verwenden Standardspulenmodelle, die von den Herstellern mit Filamentdurchmessern von 1,75 mm oder 2,85 mm geliefert werden . Der Durchmesser des Filaments wird vom Hersteller der FDM-Drucker entsprechend der Art der Bewegung (kartesisch oder Delta) und der Art des Extruders festgelegt.

Bild 1:1,75-mm- und 2,85-mm-Filament

Im SLA , ist die Vielfalt viel begrenzter in beiden Materialien und Farben. Der Haupthersteller von Harzen (FormLabs ) verfügt über die größte Auswahl an Materialien (Standard Resin, Engineering Resin, Dental Resin und Castable Resin) und verfügt derzeit über das Color Kit, ein Basisharz mit einer Reihe von Farbstoffen, um die vom Benutzer gewünschte Farbe zu erhalten.

Bild 2:Farbkit. Quelle:Formlabs

Finish-Präzision

Mit FDM Druckern ist es normal, gute Endbearbeitungen zu erzielen mit Schichthöhen von 0,1 mm aber solange die gedruckten Teile keine Teile mit sehr komplexen Formen oder kleiner Größe haben. In diesen Fällen ist diese Art von Technologie durch den Durchmesser der Düse begrenzt um die Mindestdicke realisieren zu können. Bei der Verwendung von Stützen aus dem gleichen Material wie dem des Werkstücks ist die Oberflächenbeschaffenheit normalerweise nicht gleichmäßig, was eine Nachbearbeitung im Kontaktbereich der Stützen erfordert. Eine Lösung für diesen Nachteil ist die Verwendung von löslichen Stützmaterialien wie PVA oder als HiPS.

Bild 3:Großartiges FDM-Finish. Quelle:Filamentum

Bei Druckern mit SLA-Technologie ist die Druckpräzision sehr hoch , auch bei komplexen Formen, da der Durchmesser des Lasers, der das Harz verfestigt, sehr klein ist. Beispielsweise kann der Form 2 SLA-Drucker Teile mit Schichthöhen von 0,025 mm herstellen , um direkt endgültige und funktionelle Teile zu erhalten. Die Genauigkeit ist so hoch, dass Form 2 in der Lage ist, Schmuck- und Dentalanwendungsmodelle herzustellen in allen Einzelheiten.

Bild 4:Großartiges SLA-Finish. Quelle :FormLabs

Anhaften / Eliminieren von Stützen

Obwohl es eine Vielzahl von Materialien für FDM-Drucker gibt , Haftung am Untergrund ist in der Regel kein Problem , zumal es sehr effektive Produkte (Magigoo, PrintFix, DimaFix...) gibt, die bei der Haftung helfen. Auch für sehr verzugsanfällige Materialien , wie PP , gibt es bereits den Smart Stick, der das Problem löst, ohne PP-Dichtband verwenden zu müssen. Das Entfernen jeglichen Materials von der Basis eines FDM-Druckers ist sehr einfach, so sehr, dass es in den allermeisten Fällen von Hand erfolgen kann .

Bild 5:Magigoo

Für die Stützen in den FDM-Abdrücken es werden meist lösliche Materialien (HiPS oder PVA) verwendet, die sehr leicht zu entfernen sind. Im Fall von HiPS , es wird in D-Limoneno und PVA in Wasser verdünnt . Diese Materialien sind sehr praktisch, insbesondere wenn Sie Objekte mit komplexen Formen oder internen Leitungen herstellen möchten, bei denen eine manuelle Nachbearbeitung nicht möglich ist.

Bild 6:D-Limonen

Im SLA Drucktechnologie, Haftung ist nie ein Problem , aber beim Entfernen von Teilen von der Druckbasis ist mehr Hingabe erforderlich. Diese sind meist so fest mit der Basis verbunden, dass ein Spezialspatel benötigt wird, um sie abzunehmen . Zum Teil ist bei der Fertigstellung einer Abformung die Basis mit Harz imprägniert, sodass einige Zeit in die Reinigung investiert werden muss.

Bei SLA-Druckern entfällt das Drucken mit zwei verschiedenen Materialien, was bedeutet, dass die Stützen manuell entfernt werden müssen mit einer Zange und sogar nachbearbeitet um sie vollständig loszuwerden.

Nachbearbeitet

Nach dem Drucken auf einem FDM Drucker ist nur die Nachbearbeitung notwendig, um die Stützen zu entfernen , wie im vorherigen Abschnitt erklärt. Materialien wie ABS, Smartfil E.P. und viele mehr können geschliffen werden um eine bessere Oberflächengüte zu erzielen.

Wenn Sie jedoch ein Teil auf einem SLA fertig gedruckt haben Drucker, müssen Sie die Harzschicht auf der Oberfläche entfernen, ohne sich zu verfestigen es in einem Isopropylalkoholbad oder in einem Waschzentrum wie Form Wash. Die meisten Harze können geschliffen und lackiert werden, sobald sie vollständig ausgehärtet sind.

Bild 7:Form Wash. Quelle:FormLabs

Schlussfolgerung

In diesem Fall ist die Anwendung jeder 3D-Drucktechnologie sehr klar; FDM-Drucker sind ideal für kostengünstige und schnelle Prototypen , die keine große Oberflächenbeschaffenheit oder exakte Messgenauigkeit aufweisen müssen, obwohl es hochpräzise und fertige FDM-Drucker gibt.

FDM-Drucker sind auch sehr nützlich, um dank der großen Vielfalt an Materialien, die es gibt, direkte Funktionsteile zu erhalten. Im Gegensatz dazu die SLA-Drucker wird empfohlen, sie für Stücke zu verwenden oder Objekte, die ein großartiges Finish mit genauen Maßen erfordern , auf der Ebene von Endstücken, aber mit Prototypenzweck, die keinen Spannungen oder Belastungen ausgesetzt sind.

Derzeit haben FormLabs und UniZ 3D-Drucker und Harze entwickelt, die den Markt revolutioniert haben . Formlabs hat den neuen Form 3 und Form 3L, zwei Harz-3D-Drucker mit einem LFS (Low Force Stereolithography) Betriebstechnologie , die reduzieren die Herstellungszeit und die Anzahl der Stützen beim Anfertigen eines Stücks. Bei UniZ handelt es sich um die SLASH- und zSLTV-Reihe, 3D-Drucker mit LED-LCD-Betrieb die wirklich schnelle Fertigungen ermöglichen , bis zu 600 mm/h mit wirklich spektakulären Oberflächen. Schließlich verfügen beide Hersteller über technische Harze, mit denen funktionale Endstücke in hoher Qualität gedruckt werden können