All Posts
Руководства

Сравнение технологий 3D-печати: FDM, SLA и SLS

3D printing technology comparison - FDM vs. SLA vs. SLS

Аддитивное производство или 3D-печать снижает затраты, экономит время и расширяет технологические возможности при разработке продуктов. Технологии 3D-печати предлагают универсальные решения для самых разных областей применения: от быстрого изготовления концептуальных моделей и функциональных прототипов  в области создания опытных образцов  до  креплений и зажимов или даже конечных деталей в  производстве.

За последние несколько лет 3D-принтеры с высоким разрешением стали более доступными, более надежными и более простыми в использовании. В результате большее число компаний получило возможность использовать технологию 3D-печати, но выбор между различными конкурирующими решениями 3D-печати может вызывать затруднения.

Какая именно технология подходит для решения ваших задач? Какие материалы доступны для нее? Какое оборудование и обучение необходимы для начала работы? Каковы затраты и окупаемость?

В этой статье мы подробно рассмотрим три наиболее на сегодняшний день известные технологии 3D-печати из пластика: моделирование методом наплавления (FDM), стереолитография (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS).

Выбираете между 3D-принтером FDM и SLA? Ознакомьтесь с нашим детальным сравнением технологий FDM и SLA.

Infographic: Compare plastic 3D printing processes: selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM) and stereolithography (SLA).

Скачать эту инфографику в высоком разрешении можно здесь.

 

FDM vs SLA vs SLS video guide
ВИДЕОРУКОВОДСТВО

Выбор технологии 3D-печати

Вам не удается найти технологию 3D-печати, наиболее соответствующую вашим потребностям? В этом видеоруководстве мы сравниваем технологии моделирования методом наплавления (FDM), стереолитографии (SLA) и селективного лазерного спекания (SLS) с точки зрения главных факторов, которые следует учитывать при покупке.

Смотреть видео

Моделирование методом наплавления (FDM)

Моделирование методом наплавления (FDM), также известное как производство способом наплавления нитей (FFF),  является наиболее широко используемой формой 3D-печати на потребительском уровне, чему способствовало распространение любительских 3D-принтеров. На FDM-принтерах модели изготавливаются путем плавления и экструзии термопластичной нити, которую сопло принтера наносит слой за слоем на строящуюся модель.

Метод FDM использует ряд стандартных пластиков, таких как АБС-пластик, ПЛА и их различные смеси. Он хорошо подходит для изготовления базовых экспериментальных моделей, а также для быстрого и недорогого создания прототипов простых деталей, например деталей, которые обычно подвергаются механической обработке.

FDM 3D print example

На моделях FDM часто заметны линии слоев, а вокруг сложных элементов могут иметься неточности. Этот образец был напечатан на промышленном 3D-принтере Stratasys uPrint FDM с растворимыми поддерживающими структурами (цена принтера от $15 900).

Принтеры FDM имеют самое низкое  разрешение  и точность по сравнению с SLA или SLS и не являются лучшим вариантом для печати сложных конструкций или деталей со сложными элементами. Повысить качество поверхности можно с помощью химических и механических процессов полировки. Для решениях этих проблем в промышленных 3D-принтерах FDM используются растворимые поддерживающие структуры и предлагается более широкий ассортимент конструкционных термопластиков, но они также стоят дорого.

FDM 3D printer part (left), compared to SLA 3D printer part (right).

Принтеры FDM плохо справляются со сложными конструкциями или деталями со сложными элементами (слева) по сравнению с принтерами SLA (справа).

Стереолитография (SLA)

Изобретенная в 1980-х годах, стереолитография является первой в мире технологией 3D-печати и до сих пор остается одной из самых популярных технологий среди профессионалов. В принтерах SLA используется процесс, называемый фотополимеризацией, то есть превращение жидких полимеров в затвердевший пластик с помощью лазера.

Посмотрите на стереолитографию в действии.

Модели, напечатанные на принтерах SLA, имеют самое  высокое разрешение  и точность, самую четкую детализацию и самую гладкую поверхность среди всех технологий 3D-печати из пластиков, но главное преимущество метода SLA заключается в его универсальности. Производители материалов разработали инновационные формулы для полимеров SLA с широким спектром оптических, механических и термических свойств, которые соответствуют свойствам стандартных, инженерных и промышленных термопластиков.

SLA 3D printed part

Модели, созданные по технологии SLA, имеют острые края, гладкую поверхность и почти не заметные линии слоев. Этот образец был напечатан на  настольном стереолитографическом 3D-принтере  Formlabs Form 3  (цена принтера от $3499).

SLA является отличным вариантом для изготовления высокодетализированных прототипов, требующих  жестких допусков  и гладких поверхностей, таких как пресс-формы, шаблоны и функциональные детали. Технология SLA широко используется в различных отраслях промышленности: от машиностроения и проектирования до производства, стоматологии, ювелирного дела, создания моделей и образования.

Stereolithography
Технический доклад

Знакомство с настольной 3D-печатью методом стереолитографии (SLA)

Скачайте наш подробный технический доклад  , чтобы узнать, как работают технологии SLA-печати, почему сегодня их используют тысячи специалистов, и чем данная технология 3D-печати может быть полезна в вашей работе.

Скачать технический доклад
Form 3L Sample Part
бесплатный образец

Запросить образец печати

Оцените качество печати Formlabs на собственном опыте. Мы отправим бесплатный образец 3D-печати прямо в ваш офис.

Запросить бесплатный образец

Селективное лазерное спекание (SLS)

Селективное лазерное спекание  является наиболее распространенной технологией аддитивного производства, применяемой в промышленности.

 

В 3D-принтерах с селективным лазерным спеканием (SLS) используется высокомощный лазер для спекания мелких частиц порошка полимера. Нераспыленный порошок поддерживает модель во время печати и устраняет необходимость в специальных поддерживающих структурах. Благодаря этому технология SLS идеальна подходит для изготовления деталей со сложной геометрией, в том числе с внутренними элементами, канавками, тонкими стенками и отрицательным уклоном. Модели, изготовленные с использованием SLS-печати, имеют превосходные механические характеристики: их прочность можно сравнить с прочностью деталей, отлитых под давлением.

SLS 3D printed part

Модели, созданные по технологии SLS, имеют слегка шероховатую поверхность, но практически не имеют видимых линий слоев. Этот образец был напечатан на  3D-принтере SLS для мастерских Formlabs Fuse 1 (цена принтера от $9999).

Самым распространенным материалом для селективного лазерного спекания является нейлон, популярный инженерный термопластик с превосходными механическими свойствами. Нейлон легкий, прочный и гибкий, устойчив к ударам, нагреву, воздействию химических веществ, ультрафиолетового излучения, воды и грязи.

Благодаря комбинации низкой себестоимости детали, высокой производительности и широко используемых материалов, SLS является популярным методом инженерного функционального прототипирования и экономически выгодной альтернативой литьевому формованию в случаях производства ограниченного объема партий.

sls example 3d printed part
Вебинар

Введение в технологию 3D-печати для инженеров и производителей

Из этого вебинара вы узнаете, как детали, созданные с помощью разных технологий печати, различаются по функциональности и внешнему виду, и как эти различия влияют на процессы проектирования и производства.

Смотреть вебинар сейчас

Сравнение технологий 3D-печати FDM, SLA и SLS

Каждая технология 3D-печати имеет свои сильные и слабые стороны, ограничения и сферы приложения. В следующей таблице приведены ключевые характеристики и факторы.

Моделирование методом наплавления (FDM)Стереолитография (SLA)Селективное лазерное спекание (SLS)
Разрешение★★☆☆☆★★★★★★★★★☆
Точность★★★★☆★★★★★★★★★★
Качество поверхности★★☆☆☆★★★★★★★★★☆
Производительность★★★★☆★★★★☆★★★★★
Сложные формы★★★☆☆★★★★☆★★★★★
Простота в использовании★★★★★★★★★★★★★★☆
ПреимуществаСкорость Недорогие пользовательские машины и материалыВысокая экономическая эффективность Высокая точность Гладкая поверхность Широкая сфера функционального примененияПрочные функциональные детали Гибкость проектирования Нет необходимости в поддерживающих структурах
НедостаткиНизкая точность Низкая детализация Ограниченное соответствие проектной конструкцииЧувствительность к продолжительному воздействию ультрафиолетаНеровная поверхность Ограничения в выборе материалов
ПрименениеНедорогое быстрое прототипирование Базовые экспериментальные моделиФункциональное прототипирование Шаблоны, формы и инструменты Стоматологические изделия Прототипирование ювелирных изделий и формы Создание моделейФункциональное прототипирование Мелкосерийное производство и изготовление изделий на заказ
Объем печатиДо ~200 x 200 x 300 мм (настольные 3D-принтеры)До ~300 x 335 x 200 мм (настольные 3D-принтеры и 3D-принтеры для мастерских)До 165 x 165 x 320 мм (3D-принтеры для мастерских)
МатериалыСтандартные термопластики, такие как АБС-пластик, ПЛА и их различные смеси.Различные полимеры (термореактивные пластики). Стандартные, инженерные (со свойствами АБС-пластика, полипропилена, гибкие, термостойкие), литьевые, стоматологические и медицинские (биосовместимые).Инженерные термопластики. Нейлон 11, Нейлон 12 и их композиты.
ОбучениеМинимальное обучение настройке оборудования, эксплуатации машины и обработке поверхности; непродолжительное обучение техобслуживанию.Концепция "включил и работай". Минимальное обучение настройке оборудования, техобслуживанию, эксплуатации машины и обработке поверхности.Непродолжительное обучение настройке оборудования, техобслуживанию, эксплуатации машины и обработке поверхности.
Требования к помещениюКондиционируемая среда или желательно индивидуальная вентиляция для настольных машин.Настольные машины подходят для использования в условиях офиса.Системы для мастерских имеют умеренные требования к пространству и могут быть установлены в производственной среде.
Вспомогательное оборудованиеСистема удаления опор для машин с растворимыми поддерживающими структурами (опционально автоматизирована), инструменты для чистовой обработки.Станция финальной полимеризации, станция промывки (опционально автоматизированы), инструменты для чистовой обработки.Станция пост-обработки для очистки моделей и восстановления материалов.

Затраты на 3D-печать и возврат инвестиций при использовании технологий FDM, SLA и SLS

Так или иначе, вам следует выбирать технологию, которая наиболее подходит для вашего бизнеса. За последние годы цены значительно упали, и сегодня все три технологии предлагаются в компактных и доступных по цене системах.

Расчет затрат на 3D-печать не заканчивается подсчетом первоначальных затрат на оборудование. Расходы на сырье и материалы и трудозатраты оказывают существенное влияние на себестоимость каждой детали в зависимости от области применения и производственных потребностей.

Ниже приведена подробная разбивка по технологиям.

Моделирование методом наплавления (FDM)Стереолитография (SLA)Селективное лазерное спекание (SLS)
Затраты на оборудованиеЦена на бюджетные принтеры и наборы для 3D-принтеров начинаются с нескольких сотен долларов. Предлагающие более высокое качество настольные принтеры среднего класса стоят от $2000 долларов, а промышленные системы — от $15 000.Настольные принтеры профессионального уровня стоят от $3500 долларов, широкоформатные принтеры для мастерских — от $10 000 долларов, промышленные системы для крупномасштабного производства — от $80 000.Настольные принтеры для мастерских стоят от $10 000 долларов, промышленные принтеры — от $100 000.
Стоимость материалов$50–$150/кг для большинства стандартных и инженерных нитей и $100–$200/кг для вспомогательных материалов.$50–$150/л для большинства стандартных и инженерных полимеров.$100/кг для нейлона. SLS не требует поддерживающих структур, и неиспользованный порошок можно использовать повторно, что снижает затраты на материалы.
ТрудозатратыРучное удаление поддерживающих структур (может быть автоматизировано для промышленных систем с растворимыми опорами). Для получения высококачественной поверхности требуется длительная пост-обработка.Промывка и финальная полимеризация (обе операции могут быть автоматизированы). Простая пост-обработка для удаления поддерживающих структур.Простая очистка для удаления лишнего порошка.

Расчет возврата инвестиций и экономии времени при использовании 3D-печати

Воспользуйтесь нашим простым интерактивным инструментом, который поможет рассчитать затраты на модель и время изготовления модели с помощью 3D-печати на принтере Form 2 и сравнить экономию времени и затрат с другими методами производства.

Узнать больше о технологиях 3D-печати

3d printing technology comparison FDM printer vs SLA printer vs SLS printer

Прототипы оправы лыжных очков, напечатанные методами FDM, SLA и SLS (слева направо).

Мы надеемся, что эта статья помогла вам сузить диапазон поиска технологии 3D-печати, наиболее подходящей для решения ваших задач.

Воспользуйтесь нашими дополнительными ресурсами, чтобы освоить тонкости 3D-печати, глубже изучить каждую технологию и узнать больше о конкретных системах 3D-печати.