مقایسه ی فناوری های سه بعدی FDM و SLA

به روز رسانی شده در: 10 فروردین 1403
زمان مورد نیاز برای مطالعه: 10 دقیقه
 مقایسه-ی-فناوری-های-سه-بعدی-FDM-و-SLA

هدف این مقاله مقایسه ی دو فناوری پرینت سه بعدی، SLA و FDM، با توجه به ابعاد گوناگون مانند مواد تشکیل دهنده، مقرون به صرفه بودن، دقت، پرداخت سطح و پرینترهای سه بعدی جهت کاربردهای صنعتی و رومیزی مرتبط با آن هاست.

 

مقدمه

مهم نیست که چه تعداد فناوری پرینت سه بعدی جدید در طول زمان پدیدار می ­شود، استریولیتوگرافی (SLA) و مدل­سازی رسوب ذوب شده (FDM) همچنان فرآیندهای تولید افزایشی محبوبی خواهند بود. هدف این مقاله ارائه­ ی یک نمای کلی و مقایسه بین هر دو فرآیندی است که به انواع مختلف پرینت سه بعدی تعلق دارند.

دانش اولیه در مورد فناوری­ های پرینت سه بعدی

مدل­سازی رسوب ذوب شده (FDM)

مدل­سازی رسوب ذوب شده (FDM) یک فناوری پرینت سه بعدی بر پایه­ ی اکستروژن است. مواد مورد استفاده در FDM پلیمرهای ترموپلاستیک و به شکل فیلامنت می ­باشد. در FDM، یک قطعه با رسوب گزینشی مواد مذاب به صورت لایه به لایه در مسیری که توسط مدل CAD تعریف شده است، تولید می­ گردد. به دلیل دقت بالا، هزینه­ ی کم و انتخاب مواد زیاد، FDM یکی از پرکاربردترین فناوری­ های پرینت سه بعدی در سراسر جهان محسوب می­  شود.

استریولیتوگرافی (SLA)

استریولیتوگرافی (SLA) متعلق به دسته­ ی پلیمریزاسیون مخزنی پرینت سه بعدی است که از رزین­ های گرماسخت قابل نور پخت برای ساخت قطعات استفاده می­ کند. از طرفی یک فناوری تولید افزایشی قدرتمند است که قطعات بسیار دقیق و با وضوح بالایی را می­ سازد که می ­توانند مستقیما در مراحل مصرف نهایی، تولید با حجم پایین یا نمونه ­سازی سریع استفاده شوند. مزیت اصلی SLA توانایی آن در تولید قطعات پرداخت شده و هدر رفت کمتر مواد است.

ساخت مواد برای پرینت سه بعدی

مواد FDM

در میان سخت‌ترین پلاستیک‌های مورد استفاده برای مدل‌سازی رسوب ذوب‌شده، ABS، ABS ESD7، ABS M30، ASA، نایلون PA12، نایلون PA12 پر کربن، پلی‌آمید 12 تقویت‌شده با فیبر کربن، پلی‌کربنات PC-ABS ، پلی‌کربنات PC-ISO، ماده­ی شفاف PC مانند و مقاوم در برابر حرارت، پلی‌کربنات PC، PLA، PETG، PEEK، ULTEM 1010 و ULTEM 9085 را ارائه می‌شود.

به عنوان مثال، ASA، یک ترموپلاستیک بی­شکل با مقاومت بهبود یافته در برابر آب و هوا، به دلیل خواص مکانیکی عالی خود به طور گسترده در نمونه­ سازی مورد استفاده قرار می­ گیرد. بعلاوه، در رنگ ­های بسیار متنوعی نیز موجود است.

انواع رنگ های ASA

نمونه ­هایی از قطعات پرینت سه بعدی از جنس ASA  به کمک فرآیند FDM در رنگ ­ها و پرداخت­ های گوناگون

مواد SLA

 پلاستیک های سختی مانند ABS SL 7820، ماده­ ی شفاف PC مانند و مقاوم در برابر حرارت، پلی پروپیلن و لاستیک ­های سیلیکونی مانند True Silicone را ارائه می شود.

قطعات رزینی

  نمونه­ هایی از قطعات پرینت سه بعدی SLA با سطح بسیار صاف

SLA و FDM: مقایسه­ های اصلی

مقرون به صرفه بودن

پرینت سه بعدی SLA

·       گران­تر از MJF و FDM که به طور گسترده برای نمونه ­سازی استفاده می ­شوند: این امر بیشتر به دلیل فرآیندهای فتوشیمیایی و مواد گران ­تر است.

·       رنگ‌آمیزی به‌عنوان هزینه‌ی اضافی در فرآیند پس‌پردازش محسوب می‌شود: رنگ‌های زیادی در بازار موجود نیست. پرینت ­ها به رنگ ­های خاکستری، سیاه، سفید یا شفاف انجام می ­شوند.

پرینت سه بعدی FDM

·       یکی از ارزان‌ترین گزینه‌ها برای پرینت سه بعدی: وقتی به یک واحد تا یک دسته­ ی کوچک نیاز است، FDM در مقایسه با همتایان گران‌تر خود مانند SLA یا SLS گزینه ایده‌آلی است.

·       مواد سازنده ارزان‌تر و به‌طور گسترده در دسترس است: این امر باعث می‌شود که نمونه‌سازی، نمونه‌سازی مجدد و بهبود طراحی نسبت به سایر فناوری‌ها هزینه­ ی پرینت کمتری داشته باشند.

·       پرینت سه بعدی رنگی مستقیم امکان­ پذیر است: هزینه­ های رنگ­ آمیزی نیز کاهش می ­یابد؛ زیرا پرینت­ ها مستقیما و بدون نیاز به پس­ پردازی، به صورت رنگی از پرینتر بیرون می ­آیند.

قطعات FDM

  قطعات رنگی پرینت سه بعدی FDM ساخته شده 

جزئیات و دقت

پرینت سه بعدی SLA

·       ضخامت لایه­ ی بسیار نازک (حداقل 0.02 میلی‌متر): با استفاده از پرتو لیزر بسیار باریک، می‌توان قطعات پیچیده­ ی کوچکی را با پرداخت بسیار واقعی تولید نمود.

·       پرینت قطعات کوچک با وضوح بالا و قطعات بسیار بزرگ: امکان پرینت قطعات در اندازه ­های گوناگون (تا 736 × 635 × 533 میلی­متر) با حفظ دقت بالا و تلرانس ­های دقیق وجود دارد.

پرینت سه بعدی FDM

·       ضخامت لایه حدود 0.3 - 0.05 میلی­متر است: زمانی که جزئیات بسیار کوچک مهم نیستند، گزینه­ ی خوبی برای نمونه­ سازی است.

·       دقت ابعادی پایین: به دلیل ماهیت پلاستیک ذوب شده، FDM در حین اجرا، اجزایی به صورت قطرات کوچک تولید نموده  و از این رو برای ساخت قطعات با جزئیات پیچیده مناسب نیست.

پرداخت سطح

پرینت سه بعدی SLA

·       یک پرداخت سطح شیشه مانند: از آنجایی که SLA از مواد رزینی استفاده می­ کند، پرداخت سطح آن می ­تواند جایگزین نمونه ­های اولیه­ی معمولی ساخته شده توسط فرآیندهای MJF یا SLS گردد.

·       پرداخت سطحی با کیفیت و وضوح بالا: جزئیات خارجی و همچنین داخلی کاملا قابل مشاهده خواهند بود. به همین دلیل است که SLA برای ساخت نمونه­ های اولیه­ی کاربردی و جهت ارائه­ ی یک نمای کلی نیز گزینه ­ی خوبی است.

پرینت سه بعدی FDM

·       لایه­ های قابل مشاهده­ تر: از آنجایی که FDM با ریختن پلاستیک مذاب به صورت لایه به لایه کار می­کند، پوشش پله ­ای ایجاد شده بسیار مشهودتر بوده و قطعات دارای سطح ناصافی هستند.

·       مکانیزم چسبندگی لایه: این امر باعث ناهمسان گردی قطعات FDM می­ شود. برای صیقلی کردن سطح، نیاز به پس ­پردازش خواهد بود و همین امر هزینه­ ی بیشتری را به ارمغان می­ آورد.

تفاوت SLA و FDM

  قطعات پرینت سه بعدی FDM  (چپ) وSLA  (راست)

انتخاب مواد

پرینت سه بعدی SLA

·       انتخاب محدود مواد: فناوری SLA فقط از رزین­های ترموست استفاده می ­کند که همین امر، این فناوری را در رابطه با مواد مورد استفاده بسیار محدود می ­سازد.

·       مواد زیست سازگار و مناسب مواد غذایی: SLA یکی از بهترین فناوری­ های پرینت ایمپلنت­ های پزشکی یا ظروف غذا با رزین­ هایی مانند True Silicone است.

پرینت سه بعدی FDM

·       طیف گسترده ­ای از فیلامنت ­های پلاستیکی موجود: FDM فهرست گسترده ­ای از مواد قابل چاپ از مواد ضعیف گرفته تا مواد با استحکام بالا (PP، TPU، نایلون PA، ABS، PETG، PLA، PC به ترتیب استحکام کششی صعودی) دارد.

·       دسترسی خوب به مواد: این گونه مواد اغلب مورد استفاده قرار می­ گیرند و از همین رو به راحتی و با قیمت پایین در بازار در دسترس هستند.

SLA در مقابل FDM برای پرینت سه بعدی صنعتی/ رومیزی

FDM و SLA دو نوع پرینتر خود را ارائه می ­دهند: پرینترهای سه بعدی صنعتی و پرینترهای سه بعدی رومیزی. اولی به طور گسترده برای کاربردهای صنعتی مانند قطعات مصرفی نهایی و دومی توسط علاقه­مندان به این حوزه و برای کاربردهای کوچک استفاده می ­شود.

مقایسه­ ی پرینترهای صنعتی

 پارامتر ها

پرینت سه بعدی صنعتی FDM

پرینت سه بعدی صنعتی SLA

حجم ساخت

300 × 200 × 200 میلی متر تا
 914 × 610 × 914 میلی متر

700 × 800 × 2100 میلی متر

وضوح

~ 3-16 میکرون

~ 25-100 میکرون

سرعت

بالا

بالا

دقت

بالا

بالا

مقایسه­ ی پرینترهای رومیزی

پارامتر ها 

پرینت سه بعدی رومیزی FDM

پرینت سه بعدی رومیزی SLA

حجم ساخت

10 × 10 × 10 میلی متر تا
 200 × 200 × 200 میلی متر

175 × 145 × 145 میلی متر

وضوح

~ 1000 میکرون (X-Y)
~ 500 میکرون (
z)

~ 25-200 میکرون

سرعت

پایین

متوسط

دقت

متوسط

متوسط

نتیجه­ گیری

مجموعه 3DHUB خدمات SLA و FDM را به صورت آنلاین، جهت انجام پروژه ­های پرینت سه بعدی درخواستی، هم برای نمونه­ های اولیه و هم در مقیاس بزرگ ارائه می ­دهد. برای دریافت قیمت می توانید قطعات خود را داخل سایت آپلود کنید یا جهت مشاوره می توانید با همکاران ما تماس بگیرید.

 

دیدگاه خود را بنویسید دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *