مقایسه پرینترهای سه بعدی SLA ،FDM و SLS

چاپگرهای سه بعدی SLS قطعاتی را ایجاد می کنند که عمدتاً همسانگر هستند. بر خلاف پرینت سه بعدی FDM، که در آن رشته قبل از اکستروژن و تماس با لایه های قبلی ذوب می شود، چاپگر سه بعدی SLS ذرات را که از قبل در تماس با مواد اطراف هستند، تف جوشی می کند – بنابراین ذرات با مواد در همان صفحه یا تا حدی به صفحه/لایه زیر لایه ذوب می شوند. با این حال، از آنجایی که مواد مختلف گرما را نگه می دارند و برای مدت زمان های مختلف در حالت نیمه تف جوشی باقی می مانند، ایزوتروپی SLS می تواند بین انواع پودرها متفاوت باشد. برخی از پودرها قادر خواهند بود با لایه‌های زیر آنها با سرعت‌های متفاوتی ترکیب شوند، برخی کاملاً برعکس بقیه.

ایزوتروپی به تخلخل سطح و چگالی ذرات مربوط می شود و این ویژگی ها همگی بر همسانگری و ضد آب بودن قطعه تأثیر می گذارند. همسانگری به توانایی یک قطعه یا مجموعه برای جلوگیری از نفوذ مایع به داخل یا خارج اشاره دارد و ضد آب بودن به توانایی سطح بیرونی برای دفع آب اشاره دارد. برای قطعات پرینت سه بعدی، ضد آب بودن روش جامع تری برای بررسی این ویژگی است زیرا قطعات و مجموعه های چاپ شده سه بعدی اغلب می خواهند از چیزی در داخل خود محافظت کنند، مانند محفظه های الکترونیکی زیر آب، نه صرفاً دفع آبی که با آنها در تماس هستند.

در یک مطالعه گسترده که توسط آزمایشگاه رباتیک و تصویربرداری زیر آب دانشگاه رود آیلند انجام شد، محفظه‌های روباتیک چاپ سه بعدی FDM نتوانستند مکانیک داخلی را حتی برای چند ثانیه در زیر آب خشک نگه دارند. قطعات پرینت سه بعدی SLA تا سطوح فشار بسیار بالا ضد آب تلقی می‌شدند و قطعات چاپ سه بعدی SLS قطعات الکترونیکی داخلی را تحت سطوح فشار متوسط ​​خشک نگه می‌داشتند. محفظه‌های SLS که با بخار صاف شده بودند، می‌توانستند تحت فشار افزایش یافته ضد آب بمانند.

یکی از شناخته شده ترین تفاوت های بین قطعات پرینت سه بعدی FDM، SLA و SLS، تفاوت در پرداخت سطح است. روش لایه به لایه «تفنگ چسب داغ» FDM منجر به ایجاد خطوط لایه‌ای می‌شود که با بازرسی دقیق قابل مشاهده هستند. این قطعات نیاز به پس پردازش بیشتری دارند و کار اضافی را به زمان کلی تولید قطعه اضافه می کنند. خطوط لایه همچنین از ایجاد قطعات نیمه شفاف توسط مواد نیمه شفاف یا شفاف جلوگیری می کند. نور حتی از خطوط ریز در قطعه منعکس می شود و شفافیت قسمت تمام شده را مخدوش می کند.

چاپگرهای سه بعدی SLA قطعاتی را ایجاد می کنند که تقریباً از پلاستیک های تزریقی قابل تشخیص نیستند. سطح برتر آن‌ها برای نمونه‌های اولیه بررسی طراحی نهایی و محصولات نهایی ایده‌آل است، حتی در دسته کالاهای مصرفی که سطح و صافی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر این، فقدان خطوط لایه به چاپگرهای سه بعدی SLA اجازه می دهد تا قطعات تقریباً کاملاً شفاف ایجاد کنند. قطعات شفاف برای کاربردهای قالب‌گیری که در آن تزریق قابل مشاهده است، کاربردهای طراحی محصول برای پلاستیک‌های شفاف نهایی، میکروسیال‌ها، کاربردهای پزشکی و موارد دیگر مفید هستند. در صنعت پرینت سه بعدی دندان، رزین های SLA مانند رزین دندان ممتاز می توانند ظاهر صاف مینا را شبیه سازی کنند، بنابراین پروتزها از دندان های واقعی قابل تشخیص نیستند.

قطعات پرینت سه بعدی SLS سطحی کمی زبر یا دانه دار دارند. با این حال، قطعات SLS، به دلیل اینکه با ساختارهای پشتیبانی چاپ نمی‌شوند، داشتن یک سطح یکنواخت در کل قطعه را آسان می‌کنند. در مقایسه، قطعات پرینت سه بعدی SLA و FDM اغلب به پس پردازش نیاز دارند تا آثار کوچک باقی مانده از ساپورت ها را حذف کنند. علاوه بر این، قطعات پرینت سه بعدی SLS که با بخار صاف شده یا رسانه بلاست و صیقلی شده اند، می توانند مانند SLA به سطحی براق و صاف دست یابند.

قطعات FDM به دلیل روش “تفنگ چسب داغ” در ساخت قطعات، اغلب خطوط لایه مشخصی را نشان می دهند. این خطوط لایه به منظور استفاده از قطعات برای کاربردهای پیشرفته تر نیاز به سنباده یا صاف کردن گسترده دارند. اگرچه برخی از مواد های محلول برای تکیه گاه ها استفاده می شود، اما قسمت های زیادی وجود دارد که تکیه گاه های سخت باید بریده شوند و سطوح باید سمباده شوند تا علائم تکیه گاه از بین برود. این دو مرحله می توانند زمان قابل توجهی را به خود اختصاص دهند و به زمان کلی کار عملی برای پرینت سه بعدی FDM اضافه کنند و توان عملیاتی را کاهش دهند.

گام اساسی در هر گردش کار پس از پردازش SLA، حذف هرگونه رزین اضافی روی سطح قطعات از طریق شستشوی الکل یا اتر است. این مرحله شستشو را می توان به صورت دستی یا با استفاده از محلول شستشوی خودکار انجام داد که مایع را برای مدت زمان از پیش تنظیم شده به هم می زند. پس از شستشو، برخی از قطعات SLA نیاز به پس کیور دارند تا به خواص مواد بهینه برسند، که می‌تواند با استفاده از راه‌حل‌های پیشرفته پس از پخت نیز خودکار شود.

مراحل اساسی برای پس پردازش SLS شامل حذف پودر اضافی و غیرسینتر از قطعات و مدیا بلاست قطعات برای تمیز کردن کامل قطعات و صاف کردن سطوح است. برخی از تولید کنندگان SLS دستگاه پخش رسانه ای خاص یا سیستم بازیابی کامل پودر را ارائه نمی دهند، در حالی که برخی دیگر آنها را با قیمت های بسیار بالا ارائه می دهند. همچنین روش های پیشرفته پس پردازش پرینت سه بعدی مانند پوشش، صاف کردن، رنگ آمیزی، صاف کردن بخار و آبکاری الکتریکی وجود دارد که می تواند زیبایی شناسی، خواص مکانیکی و عملکرد کلی را بهبود بخشد تا قطعات شما را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب کند.

پرینترهای سه بعدی SLS سریعتر از پرینترهای سه بعدی FDM هستند زیرا لیزرهای پرقدرت آنها می توانند به سمت هر لایه پودر هدایت شوند و سریعتر از یک نازل اکسترودر در بالای تخت چاپ FDM اسکن شوند. با این حال، لیزر همچنان کندتر از منبع نور چشمک زن در فناوری چاپگر سه بعدی رزین DLP یا MSLA حرکت می کند. اگرچه از نظر فنی سرعت چاپ ندارد، اما فرآیندهای چاپ سه بعدی SLS باید زمان خنک شدن محفظه ساخت را نیز در نظر بگیرند – زیرا لیزر پودر را در چنین دمای بالایی متخلخل می کند، محفظه ساخت باید قبل از پردازش پس از پردازش خنک شود، که می تواند به افزایش زمان کل تولید قطعات اضافه کنید.

با این حال، این زمان چاپ و پردازش ترکیبی برای قطعات SLS، اغلب برای تولید نگران کننده نیست. اگرچه سرعت چاپ برای قطعات تکی ممکن است کمی بیشتر از سایر فناوری‌ها باشد، عملکرد کلی برای چاپگرهای سه بعدی SLS به دلیل توانایی آنها در بسته‌بندی بسیاری از قطعات در یک محفظه ساخت عالی است. حجم ساخت بزرگتر و توانایی تودرتو آنها مشتریان را قادر می سازد تا قطعات را به صورت متراکم در داخل محفظه بسته بندی کنند و از کل حجم استفاده کنند.