3D列印技術比較：FDM、SLA、SLS

 

 

實威國際將仔細研究當今三種最成熟的塑膠 3D 列印製程：熔融沈積建模 (FDM)、立體光刻 (SLA) 和選擇性雷射燒結 (SLS)。

 

積層製造或 3D列印可以降低成本、節省時間並超越產品開發製造流程的限制。從 快速原型製作中的概念模型和功能原型 ，到 製造中的夾具、固定裝置，

甚至最終用途零件 ，3D 列印技術為各種應用提供了多功能解決方案。

 

在過去幾年中，高解析度 3D 列印機變得更加經濟實惠、更易於使用且更加可靠。

因此，3D 列印技術現在可供更多企業使用，但在各種競爭性 3D 列印解決方案之間應該如何選擇哪種技術適合您的特定應用？
有哪些材料可供選擇？您需要什麼設備和培訓才能開始？成本和投資報酬率如何？

 

FDM 與 SLA 所做的深入比較

想要在 FDM 和 SLA 3D 列印機之間做出選擇嗎？以下是實威國際針對 FDM 與 SLA 所做的深入比較。

12.  
50.  

1.熔融沈積成型 (FDM)

 

熔融沈積成型 (FDM) 也稱為熔絲製造 (FFF)，是消費者層面使用最廣泛的 3D 列印形式，受到愛好者 3D 列印機出現的推動。

FDM 3D 列印機透過熔化和擠出熱塑性長絲來建造零件，印表機噴嘴將其逐層沉積在建造區域中。

 

FDM 適用於一系列標準熱塑性塑料，例如 ABS、PLA 及其各種混合物。該技術非常適合基本的概念驗證模型，以及簡單零件（例如通常可以加工的零件）的快速且低成本的原型製作。

FDM 零件往往具有可見的層線，並且可能會在複雜特徵周圍顯示不準確的情況。此範例是在具有可溶支撐的 Stratasys uPrint 工業 FDM 3D 列印機上列印的。

 

 

與 SLA 或 SLS 相比，FDM 的解析度和精度最低  ，並不是列印複雜設計或具有複雜特徵的零件的最佳選擇。透過化學和機械拋光工藝可以獲得更高品質的飾面。

工業 FDM 3D 列印機使用可溶性支撐來緩解其中一些問題並提供更廣泛的工程熱塑性塑料，但它們的價格也很高。

上圖：與 SLA 印表機（右）相比，FDM 印表機難以處理複雜的設計或具有複雜功能的零件（左）。

 

 

 

2.立體光刻 (SLA)

 

立體光刻技術 是世界上第一個 3D 列印技術，發明於 20 世紀 80 年代，至今仍然是最受專業人士歡迎的技術之一。

SLA樹脂 3D 列印機使用雷射將液態樹脂固化成硬化塑料，這個過程稱為光聚合。

 

上圖：了解立體光刻技術的工作原理。

 

SLA 零件在所有塑膠 3D 列印技術中具有最高的解析度和精度、最清晰的細節以及最光滑的表面光潔度，但 SLA 的主要優勢在於其多功能性。

材料製造商創造了創新的 SLA 光聚合物樹脂配方，具有廣泛的光學、機械和熱性能，可與標準、工程和工業熱塑性塑膠相匹配。

 

上圖：可見SLA 零件具有鋒利的邊緣、光滑的表面光潔度和最小的可見層線。

 

對於需要嚴格公差和光滑表面的高度詳細原型  （例如模具、模型和功能部件），SLA 是一個不錯的選擇。

SLA 廣泛應用於從工程和產品設計到製造、牙科、珠寶、模型製作和教育等一系列行業。

 

 

3.選擇性雷射燒結 (SLS)

 

選擇性雷射燒結 是工業應用中最常見的積層製造技術，因其能夠生產堅固的功能部件而受到不同行業的工程師和製造商的信賴。

 

SLS3D 列印機使用高功率雷射來熔化聚合物粉末的小顆粒。未熔化的粉末在列印過程中支撐零件，並且無需專用支撐結構。

這使得 SLS 非常適合複雜的幾何形狀，包括內部特徵、底切、薄壁和負形特徵。

採用 SLS 列印生產的零件具有優異的機械特性，其強度類似於注塑零件。

 

上圖：SLS 零件的表面光潔度稍顯粗糙，但幾乎沒有可見的層線。

 

 

選擇性雷射燒結最常見的材料是尼龍，這是一種流行的工程熱塑性塑料，具有優異的機械性能。

尼龍重量輕、堅固、柔韌，並且能夠穩定地抵抗衝擊、化學物質、熱量、紫外線、水和污垢。

 

每個零件的低成本、高生產率和成熟的材料相結合，使 SLS 成為功能原型設計工程師的熱門選擇，也是有限運行或橋樑製造中註塑成型的經濟高效替代方案。

 

 

4.比較 FDM、SLA 和 SLS 3D 列印技術

 

每種3D列印技術都有自己的優點、缺點和要求，並且適合不同的應用和業務。下表總結了一些關鍵特徵和注意事項。

 

 

	熔融沈積成型 (FDM)	立體光刻 (SLA)	選擇性雷射燒結 (SLS)
解決	★★☆☆☆	★★★★★	★★★★☆
準確性	★★★★☆	★★★★★	★★★★★
表面處理	★★☆☆☆	★★★★★	★★★★☆
吞吐量	★★★☆☆	★★★★☆	★★★★★
複雜的設計	★★★☆☆	★★★★☆	★★★★★
使用方便	★★★★★	★★★★★	★★★★☆
優點	低成本消費機器和材料	巨大的價值	強大的功能部件
	快速、輕鬆地製造簡單的小型零件	高精度	設計自由度
		光滑的表面光潔度	無需支撐結構
		快速的列印速度
		功能應用範圍
缺點	精準度低	對長時間暴露在紫外線下敏感	表面粗糙
	細節		材料選擇有限
	少 設計相容性有限
應用領域	低成本快速原型製作	功能原型設計	功能原型製作
	基本概念驗證模型	模型、模具和工具	短期、橋樑或客製化製造
		牙科應用
		珠寶原型設計和鑄造
		模型製作
列印量	最大 300 x 300 x 600 毫米（桌上型和桌上型 3D 列印機）	最大 300 x 335 x 200 毫米（桌上型和桌上型 3D 列印機）	最大 165 x 165 x 300 毫米（桌上型工業 3D 列印機）
材料	標準熱塑性塑料，例如 ABS、PLA 及其各種混合物。	各種樹脂（熱固性塑膠）。標準、工程（類 ABS、類 ​​PP、柔性、耐熱）、澆注料、牙科和醫療（生物相容性）。	工程熱塑性塑膠。尼龍 11、尼龍 12 及其複合材料。
訓練	有關建造設定、機器操作和精加工的小型培訓；適度的維修訓練。	即插即用。有關建造設定、維護、機器操作和精加工的小型培訓。	有關建造設定、維護、機器操作和精加工的適度培訓。
設施要求	空調環境或最好為桌上型電腦訂製通風。	桌上型電腦適用於辦公環境。	對於桌上型系統空間要求適中的車間環境。
配套設備	用於具有可溶支撐（可選自動化）、精加工工具的機器的支撐去除系統。	清洗站及後固化站（皆可自動化）、整理工具。	用於零件清潔和材料回收的後處理站。

 

 

5.FDM、SLA 和 SLS 技術的 3D 列印成本和投資回報

 

近年來，價格大幅下降，如今，這三種技術都可以在緊湊、經濟的系統中使用。

計算3D列印成本並不僅限於前期設備成本。3D列印材料和勞動成本對每個零件的成本有重大影響，具體取決於應用和您的生產需求。

 

 

以下是按技術分類的詳細分類：

	熔融沈積成型 (FDM)	立體光刻 (SLA)	選擇性雷射燒結 (SLS)
設備成本	廉價印表機和 3D 列印機套件起價為數百美元。更高品質的中階桌上型印表機起價約為 2,000 美元，工業系統起價為 15,000 美元。	專業桌上型印表機起價為 3,750 美元，大幅面桌上型印表機起價為 11,000 美元，大型工業機器起價為 80,000 美元。	桌上型工業系統起價為 18,500 美元，傳統工業印表機起價為 100,000 美元。
材料成本	大多數標準和工程長絲為 50-150 美元/公斤，支撐材料為 100-200 美元/公斤。	大多數標準樹脂和工程樹脂的價格為 149-200 美元/公升。	尼龍 100 美元/公斤。SLS不需要支撐結構，未熔化的粉末可以重複使用，從而降低了材料成本。
勞動力需求	手動移除支撐（對於具有可溶支撐的工業系統來說，大部分可以自動化）。高品質的表面處理需要長時間的後處理。	清洗和後固化（兩者大部分都可以自動化）。簡單的後處理即可去除支撐標記。	簡單清潔即可去除多餘的粉末。

-延 伸 閱 讀-

 

          

 

-應用案例-

 

          

 

 -產 品 介 紹-