用于微型模型的 SLA 与 FDM 打印机:每种类型的优缺点
有无数的爱好和兴趣可以引导您进入 3D 打印,其中最受欢迎的动机之一是您可能想要打印自己的微缩模型。无论您是想要将这些微缩模型用于床头柜还是用于桌面游戏,微缩模型都有一个共同点:微缩模型的细节质量是首要考虑因素。
您可能已经对 SLA 和 FDM 这两种最常见的 3D 打印技术有所熟悉。如果您不知道它们是什么以及它们的区别,请不要担心,我们将详细解释这两种方法。通过这样做,我们还将发现 FDM 或 SLA 是否更适合打印微缩模型。
SLA 打印机比您期望从 FDM 打印机获得的细节更精细。在像微型模型这样的情况下,精度是一个主要问题,SLA 打印机是更好的选择。尽管如此,拥有 FDM 机器可能是一个优势,因为它往往更具价格和成本效益。此外,FDM 打印机通常具有更大的构建板,允许用户打印更广泛的对象。
让我们分解您在两种技术之间进行选择时可能遇到的所有主要问题。我们将从输出质量、使用的多功能性、材料成本和获取成本等方面对它们进行比较。
比较表:FDM(灯丝)与 SLA(树脂)
FDM | 服务水平协议 | |
打印速度 | 更快 | 较慢 |
打印机成本 | 便宜 | 更贵 |
材料 | 便宜 | 更贵 |
构建板 | 更大的表面 | 更小的表面 |
材料种类 | 宽 | 宽 |
分辨率 | 低很多 | 更高 |
精度 | 稍微低一点 | 略高 |
处理 | 简单 | 困难 |
后处理 | 可打磨或丙酮 | 已经顺利 |
最小层高 | 0.1mm | 0.05mm |
支持(角度) | 大于 45° | 总是需要支持 |
支持(桥梁) | 大于 10 毫米 | 不需要 |
最小。墙宽 | 0.8mm | 0.5mm |
SLA 和 FDM 的输出质量
FDM 打印机通过将熔融塑料线彼此叠置来工作,而 SLA 机器通过非常精确的激光固化液态树脂。这使得 SLA 打印机通常能够以更可靠和可重复的方式获得更高质量的打印。
简而言之,就打印件的整体质量和可靠性而言,SLA 无疑是赢家。
讨论与整体质量相关的主要参数也很有用,以便进一步扩展这一重要主题。
层高
我们可以通过多种方式谈论质量和细节。为简单起见,让我们从层高开始,因为打印具有较小层高的缩影的可能性会直接转化为更精细的细节,因此我们应该始终牢记这个参数。
借助 Ultimaker 2 或 Prusa I3 等流行的高品质 FDM 打印机,我们可以期望获得层高低至 0.1 毫米的出色打印件。尽管这个层高令人印象深刻,但 SLA 打印机可以轻松低至 0.025 毫米。简单地说,SLA 打印机可以打印的层高比 FDM 打印机小 4 倍,甚至更低。
FDM 和 SLA 的准确度、精度和公差
在衡量质量时,区分这三个术语也非常有用。让我们从快速定义我们的三个概念开始,以便我们可以继续检查哪一个得分更高。
- 准确度 :通过这个,我们尝试定义我们的打印与实际期望值的接近程度。在 3D 打印领域中,真正的价值就是 CAD 文件中指定的尺寸。我们可以用卡尺测量不同部分的印刷品,并将它们与各自的数字对应物进行比较。测量值越接近预期值,我们的打印机就越准确。
- 精度 :这个度量与准确性密切相关。它回答了同一模型的不同打印会有多相似。换句话说,如果我们将同一个模型打印一百次,精度就会告诉我们我们在批次中期望的均匀度。在统计上,它可以解释为标准差。
- 容差 :公差由用户定义,由可接受的精度和准确度阈值组成。
您可以从向目标射箭的角度来考虑准确性和精确度。如果你的箭落在目标附近,你会在城里被认为是一个准确的弓箭手。如果要精确,则不需要在目标附近射击,但箭头必须彼此靠近。将 Wilhelm Tell 描述为既精准又精准的弓箭手在技术上是准确的。
回到我们手头的问题,让我们使用这些新获得的定义来比较 SLA 和 FDM 打印机。
SLA 打印机总是比 FDM 打印机更准确,因为它们能够以较低的分辨率打印。 SLA 机器的光斑尺寸小于 FDM 对应物的喷嘴直径。此外,在打印过程中,使用激光技术对物体施加的力要小得多。
事实上,人们选择 SLA 打印机的主要原因是他们在模型中实现了更精细的细节。因此,如果您唯一的决定因素是您可以期望您的微缩模型拥有的细节水平,那么一定要选择 SLA 打印机。
请记住,FDM 打印机也可以制作出令人惊叹的微缩模型,尤其是在您决定安装直径较小的喷嘴时。
看看以下使用这两种技术打印的微型图。
是的,您可能会注意到两张照片都经过大量后期处理和上色,但这也表明您可以使用两台机器获得出色的效果。
此外,左边的物体是用 一台 Ender 3 FDM 打印机制作的,这不是一个重要的事实,通常售价约为 250 美元。另一方面,用于右侧微型模型的 Form 3 SLA 打印机将花费您 3.500 美元。
如果您在阅读该价格标签时心跳加速,我还应该提到 SLA 打印机每年都在变得更实惠。 Anycubic Photon 就是一个很好的例子。
FDM 打印机可以打印微缩模型吗?
虽然没有 SLA 打印机那么详细,但 FDM 机器完全能够产生出色的缩影。所有流行的切片机(如 Cura、Simplify3D 或 PrusaSlicer)都带有开箱即用的配置文件,可实现不同的打印质量。
如果您想将您的微缩模型发挥到极致,请降低速度,使用较小的层高,并尝试使用稍低的温度进行打印(不要堵塞喷嘴)。为了进一步增强您的对象,您可以选择安装一个直径为 0.2 毫米的喷嘴(假设您有一个标准的 0.4 毫米)。
诚然,您的微缩模型需要大量的打印时间,但结果将是令人难以置信的回报。
用于打印微缩模型的最佳灯丝
本节完全假设您决定购买 FDM 打印机,并且您想知道哪种灯丝最适合此用例。最受欢迎的长丝是聚乳酸(PLA)和丙烯腈丁二烯苯乙烯,俗称ABS。
简而言之,PLA 在大多数情况下更适合打印微缩模型,因为它不需要使用加热床或高水平的专业知识,因此打印起来非常容易。
另一方面,ABS 虽然可以产生更高水平的细节,但需要更多的专业知识才能正确打印,并且通常会出现翘曲。
另请记住,如果您想在 ABS 中打印您的微缩模型,您的打印机将需要一个加热床和一个外壳。虽然这些往往有点贵,但也可以围绕您的开放式打印机构建自己的外壳。
另一种选择是获得适合大多数打印机的通用外壳,例如 Creality 的这款,它不仅效果很好,而且不易燃,因为这是一种非常实惠的 ABS 打印方式。
如今,加热床非常普遍,您可以期待大多数打印机都配备了一台开箱即用的打印机。我绝对鼓励所有即将购买打印机的人选择带有加热床的打印机或购买像我刚刚链接的那样的额外外壳。
我不会更详细地介绍,但如果您想要完整的细分,您可以查看我的文章,比较细丝与微缩模型。在那里,我还讨论了您可以轻松掌握并将模型提升到新水平的后处理技术。
用于打印地形的细丝与树脂
您可能开始对 3D 打印产生兴趣,因为您想创建自己的微缩模型,但您应该始终牢记,您将来可能希望将其用于其他目的。您甚至可能最终将您的打印机用于完全相反的目的,我猜这将是打印雕像而不是微缩模型。
没有必要想象这样荒谬的场景。事实上,您的微缩模型也需要某种地形的可能性非零。根据定义,地形倾向于更大,因此会比微缩模型消耗更多的材料。此外,当生产较大的物体时,打印时间可能会成为一个问题。
尽管 SLA 打印机可以打印所有内容,但它们并不是打印地形的首选。树脂打印机更贵,打印时间更长,打印面积更小。
如果细节程度不是主要问题,您可能应该使用 FDM 机器进行打印。
灯丝与树脂的成本
长丝和树脂都有不同的类型和质量,所以我们应该对这些数字持保留态度。尽管如此,定性的结论是树脂比长丝贵。
让我们继续举一个例子。虽然 1 公斤 PLA 的价格通常约为 15 至 20 美元,但一升树脂的价格约为 50 美元。您可能已经注意到,虽然我们使用的是公制,但我们是在混合单位。将一公斤的材料与一升的其他材料进行比较是非常可疑的。
为了比较苹果和苹果,我们将以一个对象为例。想到的最明显的文件是无用的 3DBenchy*。它被社区(和我自己)广泛用于对 3d 打印机进行故障排除。看看长凳的所有荣耀:
*:3DBenchy 非常受欢迎,甚至有自己的网站。
我在 FDM 打印机上打印了它们,但小的是常规尺寸。
使用不同寻常的设置,3DBenchy(填充率为 40%)将消耗 13 克灯丝,而其树脂对应物将需要 20 毫升。现在让我们做一些复杂的算术运算。
使用 1 公斤的 PLA,我们将能够打印近 77 个 3DBenchy,而 1 升的树脂可以打印出 50 个。换句话说,树脂 3DBenchy 大约需要 1 美元,而 FDM 需要 0.20 美元 .
当然,这些数字只是粗略的近似值,很大程度上取决于切片器的设置。尽管如此,巨大的差异是如此明显,以至于我们可以有把握地得出结论,树脂显然比灯丝更昂贵。
结论
在介绍了两种技术的主要区别以及优缺点之后,可以肯定地说,如果您只打算拥有一台打印机,您可能应该选择走 FDM 路线。
虽然它不会像 SLA 打印机那样产生完美细节的缩影,但如果为此目的适当调整,它仍然会输出惊人的结果。此外,拥有 FDM 打印机可以让您在打印对象的类型和范围方面拥有更多功能,并且能够以一种节省时间和成本效益的方式进行打印。
我建议使用 Ender 3,因为它非常实惠且打印效果非常好,甚至比大多数高端打印机还要好(它有相当多的缺点,但打印质量不是其中之一)。
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