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FDM(灯丝)与树脂打印机;哪个更好?

FDM 和 Resin 打印机是目前市场上为爱好者和家庭 3D 打印爱好者提供的两种最常见的 3D 打印机类型,尽管它们都是 3D 打印机,但它们彼此之间的区别却是天壤之别。

我觉得知道要买哪一个是非常重要的,因为您想获得适合您特定需求的机器,因为它们的工作方式非常不同。

在本文中,我们将介绍 3D 打印的全部内容、FDM 和树脂 3D 打印机之间的区别、哪一种更适合每种用例、与之相关的成本等等!

简短的回答是:FDM 打印机使用塑料细丝作为打印材料,将其熔化并沉积以逐层创建对象,而树脂打印机使用液体树脂,通常通过紫外线固化,通常是逐层固化使它变硬的光。树脂打印机的打印质量比 FDM 打印机高得多,但这需要付出更高的成本,无论是购买价格还是机器运行成本。

什么是 3D 打印?

3D 打印包括一个从物体数字化开始的过程,可以借助计算机辅助设计 (CAD) 软件进行设计,然后让您通过使用 3D 打印机实现该数字模型,无论是FDM,任何树脂打印机,或任何其他类型的打印机。

创建设计后,您需要使用 Slicer 软件对其进行切片,该软件旨在将模型水平“切片”或“切割”为多个层,然后以 g 代码格式输出该信息。

然后打印机可以使用该信息逐层打印模型,从最底部开始,打印整个层,然后向上移动到下一层,依此类推。

FDM 技术

该技术也称为 FFF(熔融长丝制造),包括使用热塑性聚合物长丝,该长丝被推过一个极热的喷嘴,大约 200 摄氏度,然后将塑料熔化并沉积在一个平面上,称为一张床,一层一层。

树脂打印机 - 大桶中的光聚合

树脂打印机的工作方式与 FDM 打印机类似,它们逐层打印,但其他一切都完全不同:该过程由一个充满光敏树脂的大桶组成,当暴露在紫外线下时会聚合,固化并形成一个薄的固体层。

该机制包含一个发射光的激光,该激光被镜子偏转到大桶中,并在二维中绘制要打印的层。它还有一个平台,可以从底部移动到顶部,对象将被“附着”到,类似于 FDM 打印机的珠子,只是上下颠倒。

这种技术被称为立体光刻技术,即 SLA。

还有其他技术通过紫外光的作用使用相同的聚合现象,它们是:数字光处理,或 DLP,和 MSLA(蒙面立体光刻)。

DLP 基于整体投影零件的图像。这种投影是通过一组移动反射镜完成的,将整个图像投影到树脂上,使整个过程更快。

MSLA,又称LED-LCD,是DLP技术的一种创新,将镜面阵列替换为LCD器件,具有阻挡或允许光线通过的功能,使树脂固化。

灯丝打印机和树脂打印机的区别

正如您在对这两种技术的简要描述中看到的那样,它们以完全不同的方式工作并使用不同的材料:FDM 使用熔化并粘附在前一层上的细丝,逐渐形成模型,而 SLA、DLP 等, 使用经紫外线固化的树脂。

现在让我们看看打印质量、他们生产的零件的耐用性、拥有其中一种或另一种的成本等等之间的差异。

打印质量

看到树脂打印机打印出来的照片,最显眼的地方就是零件构造的质量和精度。

如果我们参考上述技术,我们可以推断,在 FDM 打印机的情况下,与树脂打印机相比,层厚度更大,因此它们无法打印出尽可能详细的打印件,这在微缩模型中尤为明显。

树脂打印机的最终产品具有更均匀的光洁度,没有 FDM 打印常见的可见接缝线。打印质量是这两种技术之间最重要的区别之一,树脂打印机实际上可以打印出分辨率更高的打印件。

印刷部分的材料和耐用性

到目前为止,FDM 打印的优势之一是市场上可用的材料种类繁多,因为您可以找到数百种不同的灯丝品牌、类型、颜色等,但对于树脂打印,您会受到更多限制。

除此之外,就材料而言,树脂打印机出来的模型的整体强度相当低,更不用说树脂在暴露于紫外线下会随着时间的推移而降解,从而使零件变得更脆弱。

最后,在打印原型时,由于树脂打印机无法像 FDM 3D 打印机那样打印大型模型,您可能会发现自己非常有限,不得不拆分模型,或者完全改变设计。

构建体积

要打印的部分的体积也是一个限制,因为树脂打印机的尺寸更小,因此打印体积也更小。

需要澄清的是,我们说的是消费市场,即那些在大多数人可以接触到的打印机,而不是那些针对专业市场的打印机。

打印速度

树脂打印机的打印速度更快,因为要固化的层是一次打印的,所以如果我们打印多个模型,树脂打印机在速度上会领先于FDM打印机。

就像使用 FDM 打印机一样,如果您需要进一步提高打印速度,那么您可以调整切片器设置以增加层高,以及调整其他参数,以便更快地完成打印。请记住,打印速度越快通常意味着打印质量越差。

后处理

在完成打印的那一刻,在 FDM 的情况下,零件通常已完成并可以使用。虽然值得注意的是,在少数情况下需要去除一些支撑材料或沙子才能称之为“完成”。

另一方面,树脂打印机并不是那么简单:必须在异丙醇浴中去除未处理的树脂,然后必须在紫外线灯箱中固化打印件(或者您可以将其放在阳光下)。最后,通常还需要移除支撑。

维护

与 FDM 打印机不同,树脂打印机更紧凑,需要调整的机械部件更少。FDM 打印机的元件会随着使用而磨损。

例如,您可能会遇到喷嘴堵塞并且需要疏通它的情况,或者可能需要调整或更换皮带,一条灯丝可能会掉入其中一个冷却风扇并卡住等等。

采用 DLP 或 LED-LCD 技术的树脂打印机,LCD 屏幕可能会损坏,并且作为树脂槽一部分的 FEP 膜也可能需要不时更换。

总体而言,树脂打印机的维护成本更高,因为需要更换的部件虽然不像 FDM 打印机的部件那么频繁,但要贵得多。

易用性和安全性

树脂打印机更容易使用,因为不需要调整打印机本身的不同参数(床调平,皮带张力等),但必须特别小心,因为树脂是液体并且毒性很大,因此,您必须处理树脂时要格外小心,并佩戴所需的防护装备。

另一方面,FDM 打印机使用实心塑料灯丝,这意味着没有危险。但是,FDM 打印机,尤其是便宜的打印机,需要持续维护,并且您可能还需要每打印 5 或 10 次将床调平。

热塑性聚合物和树脂都会产生在某些情况下可能有毒的气体,例如 ABS,需要在通风区域工作。

另外,对于我刚才提到的树脂打印机,必须采取预防措施,因为该材料是液体且相对有毒,因此您必须戴上手套以避免皮肤反应,戴上防护眼镜等。

费用

我将成本分为三个部分:

由于供应增长,该技术的采用正在降低其成本,因为它变得更加广泛可用。 FDM 在这方面处于领先地位,而且显然购置成本更低,尽管家用树脂打印机的价格在 250-300 美元之间,并且随着时间的推移只会变得更便宜。

灯丝也相对实惠,每 1Kg 线轴 20 美元左右。

一方面,树脂打印机除了光敏聚合物外,还需要异丙醇来进行最终固化和最后润色,正如我之前提到的,树脂比灯丝贵得多,大约是灯丝的 5 倍,而且您需要添加异丙醇酒精也混进去了,所以现在运行打印机的价格更高了。

最后,树脂打印机的维护成本较高,因为需要更换的零件比 FDM 打印机的要贵得多,例如 FEP 片材,通常每打印 20 到 30 次或显示时更换磨损的迹象。

另一方面,FDM 打印机实际上并不需要预防性维护,而是因为它们有许多机械部件并且经常遭受损坏,需要大量时间投入。

选择哪种技术?

选择要使用的打印机并不是那么简单,尽管如果您更看重打印质量,那么我建议您使用树脂打印机,但让我们考虑一下:

首先,我们需要能够清楚地识别我们必须解决的问题,其次我们需要了解我们的功能性或非功能性需求。

这是一个实际的例子:

假设我们想要开发小规模的功能性电子设备,需要某种容器来容纳电路,同时还需要一些额外的功能机制。

我建议将标准列表放在一起,然后我们可以衡量我们希望模型具有的特征的重要性,并为每个特征赋予一个值,以便根据结果更好地确定要获得的打印机:

标准 价值
打印速度 5
准确度 2
打印质量(分辨率) 3
尺寸 5
费用 1

这只是一个起点,可以让您更客观地思考不同技术的优缺点,从而得出更合理的结论。

至少就目前而言,与 FDM 打印机相比,树脂打印机提供了更高级别的细节,甚至可以更快地批量打印。然而,所有这些都需要更高的成本,需要处理液态树脂、购买和使用防护装备、使用 IPA 等。

结论

这两种技术都有其优点和缺点以及一些显着特征。现在,如果树脂打印机变得更便宜、提供更大的打印量和多种材料怎么办?好吧,我认为这将在未来几年内发生,树脂打印机将慢慢获得更大的市场份额。

无需对大桶中光固化技术的演变进行详尽的分析,很明显这些打印机已经缓慢但肯定地进入市场,并且变得越来越便宜,我认为树脂的未来印刷看起来很亮。

目前,在专业市场中,有诸如 Form 3L 之类的打印机解决了本文中提出的部分限制,但这些打印机并未反映在成本较低的型号或家庭使用中,因为它们是为大型操作而设计的更昂贵的打印机.

现在,尽管树脂打印机的未来看起来非常好,但我真的认为,至少对于大多数对 3D 打印感兴趣的人来说,FDM 打印机更好,因为它们不需要像树脂打印机一样的预防措施,因为树脂是有毒的而且你在使用的时候要非常小心。


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