FDM (филамент) и полимерные принтеры; Какой из них лучше?

Принтеры FDM и Resin являются двумя наиболее распространенными типами 3D-принтеров, доступных в настоящее время на рынке для любителей и энтузиастов домашней 3D-печати, и, хотя они оба являются 3D-принтерами, они очень отличаются друг от друга.

Мне кажется, чрезвычайно важно знать, какой из них выбрать, поскольку вы хотите получить машину, подходящую для ваших конкретных нужд, поскольку они работают совершенно по-разному.

В этой статье мы расскажем о том, что такое 3D-печать, о различиях между FDM-принтерами и 3D-принтерами на полимерной основе, о том, какой из них больше подходит для каждого варианта использования, о связанных с ними расходах и многом другом!

Короткий ответ:FDM-принтеры используют пластиковую нить в качестве печатного материала, который плавится и наносится для создания объекта слой за слоем, в то время как полимерные принтеры используют жидкую смолу, которая обычно слой за слоем отверждается ультрафиолетом. свет, который укрепляет его. Полимерные принтеры имеют гораздо более высокое качество печати, чем принтеры FDM, но это связано с более высокими затратами как с точки зрения покупной цены, так и стоимости эксплуатации машины.

Что такое 3D-печать?

3D-печать состоит из процесса, который начинается с оцифровки объекта, который может быть спроектирован с помощью программного обеспечения автоматизированного проектирования (САПР), которое затем позволяет материализовать эту цифровую модель с помощью 3D-принтера, будь то FDM, любой полимерный принтер или принтер любого другого типа.

После того, как дизайн создан, вам нужно разрезать его с помощью программного обеспечения Slicer, которое предназначено для «разрезания» или «разрезания» модели по горизонтали на несколько слоев, а затем выводит эту информацию в формате G-кода.

Затем принтер может использовать эту информацию для печати модели слой за слоем, начиная с самого низа, печатая весь этот слой, затем переходя к следующему и так далее.

Технология FDM

Эта технология, также известная как FFF (изготовление плавленых нитей), заключается в использовании термопластичной полимерной нити, которая проталкивается через сопло, очень горячее, примерно 200 градусов по Цельсию, которое затем плавится и осаждает пластик на плоской поверхности, известной как кровать, слой за слоем.

Принтеры для смолы — фотополимеризация в ванне

Полимерные принтеры работают так же, как и FDM-принтеры, в том смысле, что они печатают слой за слоем, но все остальное совершенно по-другому:процесс состоит из емкости, заполненной фотополимерной смолой, которая полимеризуется под воздействием ультрафиолетового света, затвердевает и образует тонкий сплошной слой.

Механизм содержит лазер, излучающий свет, который отражается зеркалом в ванну и рисует слой для печати в двух измерениях. У него также есть платформа, которая будет двигаться снизу вверх, к которой будет «прикрепляться» объект, подобно шарику FDM-принтера, только в перевернутом виде.

Эта технология известна как стереолитография или SLA.

Существуют и другие технологии, в которых используется то же явление полимеризации под действием ультрафиолетового света:цифровая обработка света, или DLP, и MSLA (маскированная стереолитография).

DLP основан на проецировании изображения детали целиком. Эта проекция осуществляется с помощью множества движущихся зеркал, которые проецируют все изображение на смолу, что ускоряет весь процесс.

MSLA, также известный как LED-LCD, представляет собой инновацию технологии DLP, в которой массив зеркал заменяется устройством LCD, функция которого блокирует или пропускает свет, который затем затвердевает смолу.

Различия между филаментными и полимерными принтерами

Как вы могли заметить из краткого описания обеих технологий, они работают совершенно по-разному и используют разные материалы:FDM использует филамент, который плавится и прилипает к предыдущему слою, постепенно формируя модель, а SLA, DLP и т. д. , используйте смолу, отверждаемую ультрафиолетовым светом.

Теперь давайте рассмотрим разницу между качеством печати, долговечностью изготавливаемых ими деталей, затратами на приобретение того или другого и т. д.

Качество печати

Что сразу бросается в глаза при взгляде на отпечатки, созданные полимерными принтерами, так это качество и точность изготовления деталей.

Если мы обратимся к технологиям, описанным выше, мы можем сделать вывод, что в случае FDM-принтеров толщина слоя больше, чем у полимерных принтеров, и, следовательно, они не смогут производить отпечатки с такой высокой детализацией. , что особенно заметно на миниатюрах.

Конечный продукт из полимерного принтера имеет более однородную поверхность без видимых линий шва, характерных для печати FDM. Качество печати — одно из самых важных различий между этими двумя технологиями, и полимерные принтеры на самом деле производят отпечатки с гораздо более высоким разрешением.

Материалы и долговечность печатной части

Одной из сильных сторон FDM-печати на сегодняшний день является разнообразие материалов, доступных на рынке, поскольку вы можете найти сотни различных марок, типов, цветов и т. д. нитей, но с полимерной печатью вы гораздо более ограничены.

В дополнение к этому и по отношению к материалу общая прочность моделей, которые выходят из полимерного принтера, довольно ниже, не говоря уже о том, что смола со временем разлагается под воздействием ультрафиолетового света, что делает деталь еще слабее.

Наконец, при печати прототипов, поскольку полимерные принтеры не так способны печатать большие модели, как 3D-принтеры FDM, вы можете столкнуться с весьма ограниченными возможностями и необходимостью разделить модель или полностью изменить дизайн.

Увеличить объем

Объем печатаемой детали также является ограничением, поскольку полимерный принтер имеет меньшие размеры и, следовательно, меньший объем печати.

Следует уточнить, что речь идет о потребительском рынке, т.е. о тех принтерах, которые доступны большинству, а не о тех, которые нацелены на профессиональный рынок.

Скорость печати

Скорость печати на полимерных принтерах выше, потому что затвердевающий слой печатается сразу, поэтому, если мы печатаем несколько моделей, полимерные принтеры опередят FDM-принтеры по скорости.

Как и в случае с принтерами FDM, если вам нужно еще больше увеличить скорость печати, вы можете настроить параметры слайсера, чтобы увеличить высоту слоя, а также настроить другие параметры, чтобы печать завершилась быстрее. Просто помните, что более быстрая печать обычно означает более низкое качество печати.

Постобработка

В момент окончания печати, в случае FDM, деталь обычно готова и готова к использованию. Хотя стоит отметить, что в некоторых случаях необходимо удалить некоторый вспомогательный материал или песок, чтобы назвать его «законченным».

С другой стороны, полимерные принтеры не так просты:необработанную смолу необходимо удалить в ванне с изопропиловым спиртом, а затем отпечаток должен быть отвержден в камере с УФ-светом (или вы можете оставить его на солнце). Наконец, чаще всего опоры также необходимо удалять.

Техническое обслуживание

Полимерные принтеры более компактны и требуют регулировки меньшего количества механических деталей, в отличие от принтеров FDM, элементы которых изнашиваются по мере использования.

Например, вы можете столкнуться со сценарием, когда сопло забивается, и вам нужно его прочистить, или может потребоваться отрегулировать или заменить ремни, кусок нити может попасть в один из охлаждающих вентиляторов и заклинить его и т. д.

В полимерных принтерах с технологией DLP или LED-LCD ЖК-экран может быть поврежден, а пленку FEP, которая является частью резервуара для полимера, также может потребоваться время от времени заменять.

В целом полимерные принтеры дороже в обслуживании, потому что детали, которые необходимо заменять, хотя и не так часто, как детали FDM-принтера, гораздо дороже.

Простота использования и безопасность

Принтеры со смолой проще в использовании, поскольку нет необходимости регулировать различные параметры самого принтера (выравнивание платформы, натяжение ремня и т. д.), но необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку смола жидкая и очень токсичная, поэтому необходимо будьте предельно осторожны при обращении со смолой и надевайте необходимые средства защиты.

С другой стороны, в FDM-принтерах используется твердая пластиковая нить, что означает отсутствие какой-либо опасности. Однако принтеры FDM, особенно дешевые, требуют постоянного обслуживания, и вам также может потребоваться выравнивание платформы через каждые 5 или 10 отпечатков.

И термопластичный полимер, и смолы выделяют газы, которые в некоторых случаях могут быть токсичными, например, в случае АБС-пластика, работа с которым требует проветриваемых помещений.

Кроме того, в случае полимерных принтеров, как я только что упомянул, необходимо соблюдать меры предосторожности, поскольку материал является жидким и относительно токсичным, поэтому вы должны работать в перчатках, чтобы избежать кожных реакций, носить защитные очки и т. д.

Стоимость

Я разделю стоимость на три составляющие:

• Стоимость приобретения.
• Стоимость материала.
• Стоимость обслуживания.

Внедрение этой технологии снижает ее стоимость, поскольку она становится более доступной из-за роста предложения. FDM лидирует в этом отношении, и очевидно, что стоимость приобретения ниже, хотя полимерные принтеры для домашнего использования можно купить по цене 250–300 долларов США, и со временем они будут только дешеветь.

Нить также относительно доступна по цене около 20 долларов США за катушку весом 1 кг.

С одной стороны, полимерные принтеры нуждаются в изопропиловом спирте, в дополнение к фотополимеру, для окончательного отверждения и завершающих штрихов, и, как я уже упоминал, смола намного дороже, чем нить, примерно в 5 раз дороже, и вам нужно добавить изопропиловый спирт. алкоголь в смесь, так что теперь цена за эксплуатацию принтера стала еще выше.

Наконец, стоимость обслуживания полимерных принтеров выше, потому что детали, которые необходимо заменять, намного дороже, чем детали FDM-принтера, такие как лист FEP, который обычно следует заменять каждые 20–30 отпечатков или когда он показывает. следы износа.

Принтеры FDM, с другой стороны, на самом деле не требуют профилактического обслуживания, поскольку они имеют много механических частей и часто получают повреждения, требующие значительных затрат времени.

Какую технологию выбрать?

Выбрать, какой принтер использовать, не так просто, хотя, если вы цените качество печати выше всего остального, я бы порекомендовал использовать полимерный принтер, но давайте на секунду обдумаем это:

Во-первых, мы должны быть в состоянии четко определить проблему, которую мы должны решить, а во-вторых, нам нужно знать наши функциональные или нефункциональные потребности.

Вот практический пример:

Предположим, мы хотим разработать функциональные электронные устройства в небольшом масштабе, требующие некоторого контейнера для размещения схемы и, в то же время, некоторого дополнительного функционального механизма.

Я бы предложил составить список критериев, с помощью которых мы можем взвесить важность характеристик, которые мы хотим иметь в нашей модели, и присвоить каждому из них значение, чтобы лучше определить, какой принтер выбрать в зависимости от результатов:

<тд>5 <тд>3 <тд>5 <тд>1

Критерии	Значение
Скорость печати
Точность	2
Качество печати (разрешение)
Размер
Стоимость

Это всего лишь отправная точка, позволяющая более объективно оценить преимущества и недостатки различных технологий и прийти к более обоснованному выводу.

По крайней мере, на данный момент полимерные принтеры предлагают гораздо более высокий уровень детализации по сравнению с FDM-принтерами, а затем могут даже печатать партии намного быстрее. Однако все это обходится дороже:приходится иметь дело с жидкой смолой, покупать и использовать защитное снаряжение, использовать изопропиловый спирт и т. д.

Заключение

Обе технологии имеют свои плюсы и минусы, а также некоторые отличительные особенности. А что, если полимерные принтеры станут дешевле, предложат больший объем печати и разнообразие материалов? Что ж, я думаю, что это произойдет в ближайшие несколько лет, и полимерные принтеры будут постепенно завоевывать большую долю рынка.

Не вдаваясь в исчерпывающий анализ эволюции технологии фотополимеризации в ванне, ясно видно, что эти принтеры медленно, но верно пробивались на рынок, а также становились все дешевле и дешевле, и я думаю, что будущее смолы печать выглядит довольно яркой.

В настоящее время на профессиональном рынке есть такие принтеры, как Form 3L, которые устраняют часть ограничений, представленных в этой статье, но они не отражены в более дешевых моделях или моделях для домашнего использования, поскольку они являются более дорогими принтерами, предназначенными для более крупных операций. .

Теперь, несмотря на то, что будущее полимерных принтеров выглядит очень хорошим, я действительно думаю, что, по крайней мере, для большинства людей, заинтересованных в 3D-печати, FDM-принтеры лучше, поскольку они не требуют тех же мер предосторожности при работе, что и полимерные принтеры, поскольку смола токсична. и вы должны быть очень осторожны при его использовании.