FDM против SLA 3D-печати: Что лучше для вас?

Моделирование методом наплавленного осаждения (FDM) и стереолитография (SLA) — две наиболее распространенные и известные технологии 3D-печати. Но какая из них лучше?

История стереолитографии и моделирования методом наплавления

SLA была первой доступной технологией 3D-печати — еще в 1987 году, когда компания 3D Systems выпустила 3D-принтер SLA-1. Патенты на FDM были получены двумя годами позже, в 1989 году, хотя оба патента с тех пор истекли, что позволило выйти на рынок более дешевым потребительским принтерам.

Первый патент на 3D-печать в 1980-х годах.

Процесс печати FDM и SLA

Моделирование методом наплавленного осаждения предполагает нагревание нити 3D-принтера — например, ABS, PLA или PETG — до расплавления и послойное выдавливание материала (в соответствии с моделью 3D-принтера, или файлом STL) для постепенного создания готовой детали.

Легко представить это на примере глазури для торта — вы выдавливаете глазурь из трубопровода в соответствии с желаемым дизайном. Если этот дизайн включает в себя что-то трехмерное, то вы рисуете первый слой, а затем накладываете сверху еще слой глазури. Именно это и происходит при 3D-печати FDM.

Стереолитографическая 3D-печать также предполагает печать слой за слоем, но вместо того, чтобы физически прикасаться к печатаемому материалу, она отверждает смолу с помощью ультрафиолетового света или проектора (DLP). Световой лазер светит на смолу, отверждая нужную область, в то время как остальная часть остается жидкой, и так повторяется слой за слоем, пока модель не будет готова.

Стереолитография и цифровая обработка света — несколько разные варианты этой технологии. DLP предполагает одновременное проецирование размеров всего слоя, а не одного конкретного участка, и зачастую работает быстрее.

Процесс стереолитографической 3D-печати.

Время и скорость печати

Что касается скорости печати FDM и SLA, то это зависит от качества и спецификаций наполнителя. Вы можете печатать быстрее с помощью FDM, если готовы пожертвовать качеством, но если вы будете печатать слишком быстро, ваша модель может в итоге выглядеть как неразборчивое пятно. Если исходить из нормальных характеристик печати, то разница в скорости печати FDM и SLA невелика.

Также стоит отметить, что DLP и LCD значительно быстрее, чем SLA и FDM. Мы составили рейтинг 5 лучших недорогих ЖК 3D-принтеров стоимостью до 500 долларов.

Вердикт по FDM против SLA: ничья.

Материалы FDM vs SLA

В 3D-принтерах FDM используются нити, представляющие собой термопласты, подаваемые в принтер на катушке, которые затем расплавляются и выдавливаются. В 3D-принтерах SLA используются жидкие смолы, которые затвердевают под воздействием ультрафиолетового света.

Универсальность и цветовые решения

3D-принтеры FDM совместимы с множеством различных материалов, начиная от самых распространенных, таких как PLA и ABS, до более нишевых или промышленных вариантов, таких как нейлон, нити из углеродного волокна или дерева.

Более того, с помощью FDM можно печатать любыми цветами. Хотите печатать желтым, оранжевым или фиолетовым цветом? Нет проблем.

3D-принтеры SLA часто совместимы с широким спектром смол, таких как литьевые и стоматологические смолы. Однако вам будет трудно найти смолы других цветов, кроме черного, белого или серого, что создает проблемы для некоторых.

Смола заливается в резервуар для смолы для SLA 3D-печати.

Прочность материала и прочность деталей при печати FDM и SLA

По общему мнению, детали FDM прочнее деталей SLA. Они обладают лучшей ударопрочностью, с меньшей вероятностью сломаются или разрушатся со временем, и их можно оставлять на улице.

Слабое место деталей SLA — их уязвимость к ультрафиолетовым лучам, поэтому их нельзя оставлять на улице под солнцем, иначе они быстро испортятся.

Вердикт FDM против SLA: FDM выигрывает по прочности материалов и деталей, ничья — по универсальности материалов, и FDM выигрывает по цветовым решениям.

Разрешение, точность и качество обработки поверхности в FDM против SLA

Во всех трех этих областях немногие 3D-принтеры FDM могут конкурировать с точностью и качеством обработки поверхности, предлагаемыми даже SLA-принтером среднего класса.

Это связано с тем, что процесс печати FDM — с его нагретым пластиком и последовательными слоями — может привести к короблению, усадке и общей деформации структуры, что влияет на качество печати конечной детали. На отпечатке часто остаются мелкие волоски нити, а нижняя сторона деталей FDM часто выглядит менее презентабельно.

Сравнение деталей FDM и SLA. FDM слева, SLA справа.

С другой стороны, 3D-печатные детали SLA имеют гораздо более гладкую поверхность и почти всегда более точны в плане разрешения и точности. Стереолитографический принтер обычно печатает с размером слоя от 0,05 мм до 0,01 мм, что заметно лучше, чем у большинства 3D-принтеров FDM.

Вердикт FDM против SLA: SLA побеждает.

Постобработка

При использовании FDM, если для детали требуются опоры, их необходимо удалить. Будьте осторожны, чтобы не повредить деталь, если используете инструмент для снятия детали с печатной формы. Как правило, детали FDM требуют минимальной последующей обработки.

При использовании SLA требуется аналогичный процесс удаления опор, при котором деталь необходимо поместить в изопропиловый спирт (надевайте защитные перчатки!), чтобы растворить опоры. Кроме того, при SLA удалить деталь сложнее, чем при FDM, так как перед извлечением детали необходимо отделить излишки смолы.

Вердикт FDM vs SLA: различия несущественны.

Стоимость FDM против SLA 3D принтера и стоимость 3D печати

Затраты: Покупка 3D-принтера FDM и SLA

Если забыть о стоимости материалов и общей замене деталей и просто посчитать номинальную стоимость покупки FDM или SLA 3D-принтера, то, несомненно, FDM 3D-принтеры в среднем дешевле.

Если вы хотите собрать свой собственный комплект для 3D-принтера FDM DIY, их стоимость начинается от 200-300 долларов — вы можете посмотреть наши любимые комплекты для 3D-принтеров DIY здесь. Если вам нужна машина FDM «plug-and-play», вы можете приобрести ее по цене менее 1000 долларов или немного дороже, если вам нужен очень надежный потребительский 3D-принтер. Существуют промышленные FDM 3D-принтеры, например, от Markforged или Stratasys, которые продаются дороже, но для домашних мастеров это, пожалуй, излишество.

Ultimaker 3 по-прежнему является одним из лучших FDM 3D-принтеров по цене.

Хотя есть и недорогие SLA 3D-принтеры, они не так дешевы, как принтеры, использующие FDM. Твердотельные SLA-принтеры, такие как Form 3 компании Formlabs, начинаются от 3499 долларов США, а многие стоят в геометрической прогрессии дороже. Некоторые DLP 3D-принтеры могут стоить меньше, но обычно не дешевле 1000 долларов, а дешевые обычно стоят около 1500 долларов.

Список лучших SLA 3D-принтеров, представленных на рынке, смотрите в нашем рейтинге лучших SLA 3D-принтеров здесь.

Затраты: Затраты на 3D-печать FDM и SLA и их обслуживание

Стоимость материалов FDM против SLA

Эта часть связана с нашим сравнением материалов FDM и SLA. В процессе печати вы будете расходовать материалы — нить или смолу, — которые потребуют пополнения, а это стоит денег. FDM-филаменты, такие как PLA и ABS, можно приобрести очень дешево, примерно по 25-30 долларов за килограмм, хотя более специализированные филаменты, такие как HIPS или TPU, стоят дороже.

Смолы для SLA стоят намного дороже, хотя цифры опять же зависят от типа используемой смолы. Для приблизительной оценки, литр смолы обойдется вам в 80-150 долларов, хотя литьевые смолы могут стоить вдвое дороже.

Стоимость замены деталей принтеров FDM и SLA

Принтеры FDM, как правило, нуждаются в замене сопел лишь время от времени, а другие детали ломаются реже. Их обычно можно заменить по цене менее 30 долларов США, и это скорее досадная неприятность, чем серьезная проблема. Если вы слишком агрессивно соскабливаете модели с печатной формы, вам может потребоваться замена сопла, но это происходит нечасто.

Однако SLA-принтеры требуют более регулярной замены деталей. Резервуары со смолой становятся менее прозрачными, что влияет на точность лазера и обходится примерно в 60 долларов США, в то время как платформы для сборки могут быть повреждены аналогично принтерам FDM во время удаления деталей.

Вердикт по стоимости FDM против SLA: FDM выигрывает.

Заключение по FDM против SLA

В целом, технология FDM является более доступной: принтеры дешевле, материалы дешевле, а детали прочнее.

Однако это компенсируется заметно более низким качеством деталей и качеством обработки поверхности, поэтому выбор зависит от ваших приоритетов.

Если вы ищете простой в использовании, дешевый принтер, способный изготавливать прочные детали без особых хлопот, выбирайте FDM.

Если для вас важно качество, и вы печатаете мелкие детали или отливаете ювелирные изделия, выбирайте SLA.