Resin vs. Filament 3D-skrivare: Vilket är bättre?
Josh Hendrickson
Om du funderar på att köpa en 3D-skrivare kanske du blir förvånad över att det finns två olika typer av 3D-skrivare: Fused Deposition Modeling (FDM) och harts. Medan båda använder plast för att skapa 3D-utskrifter, vilket du bör få beror på flera faktorer, från vad och var du ska skriva ut, till hur mycket eftertryckskräslande du är villig att göra. Låt oss ta en närmare titt.
Additiv tillverkning – 3D-utskrifts lagerkaka
De flesta 3D-utskrifter, särskilt på hobby- eller prototypnivå, skapas av en process som kallas additiv tillverkning. Även om det låter komplext, är det faktiskt bara den tekniska termen för att skapa ett objekt genom att skriva ut mycket tunna lager, ovanpå varandra, för att bygga upp det önskade trycket. Detta gäller oavsett om processen som används är FDM (Fused Deposition Manufacturing), ibland kallad FFF (Fused Filament Fabrication)-tryckning, eller genom stereolitografi, med användning av ett flytande plastharts som härdar vid exponering för ultraviolett ljus av en viss frekvens. Om du tänker på en tårta som består av lager snarare än bara en bit kaka, har du idén.
FDM-skrivare—Skapa ett objekt från en plastrulle
En FDM-skrivare lägger ett lager ovanpå ett annat. sadedesign/Shutterstock.com
FDM 3D-utskrift är för närvarande den mest populära formen av 3D-utskrift till lågt till rimligt pris, även om det håller på att förändras eftersom prisvärda hartsskrivare översvämmar marknaden. FDM-utskrift använder en rulle av tunn trådliknande plast som är antingen 1,75 mm eller 3 mm i diameter, där 1,75 mm är den mest populära. Termoplasttråden levereras på en plastspole. Den populäraste spolen innehåller 1 kg glödtråd. I stort sett ingen leverantör berättar faktiskt hur lång glödtråden är, bara vad den väger. Det är bra eftersom de flesta slicer-program, som konverterar 3D-objektmodellen till Gcode som talar om för skrivaren var och hur varje lager ska skriva ut, ofta kommer att berätta hur mycket filament i meter eller fot objektet kommer att kräva.
Filament för FDM 3D-skrivare finns i en mängd olika material, var och en mer lämpad för utskrift av olika typer av objekt. Den populäraste och enklaste att använda med tanke på att specificera faktorer som extrudertemperatur och andra inställningar är PLA (Polylactic Acid), som är biologiskt nedbrytbar, luktfri och inte kräver en uppvärmd byggplattform för att fästa. Det är också i allmänhet lite billigare än andra filamentmaterial.
ABS (Akrylonitril Butadien Styrene) är ett annat populärt filament och är vanligtvis ett starkare och mer hållbart material än PLA. Det är också lite krångligare med utskriftsparametrar än PLA, eftersom det behöver en högre extrudertemperatur och en uppvärmd byggplatta för bästa resultat och för att förhindra skevhet. Andra material som PETG (polyetylentereftalat). TPU (termoplastisk polyuretan), nylon och andra material som filament som innehåller fyllmedel som metall eller träfibrer, finns också gott om och låter dig skriva ut föremål som ser ut som metall, trä eller till och med kolfiber.
Själva tryckprocessen för filamenttryckning kan ses som en limpistol som rör sig i tre dimensioner. En extrudermodul spolar upp plasttråden och driver den in i den heta änden (som ibland är inbyggd i extrudern), där den smälts och tvingas ut ur ett metallmunstycke. Den heta änden flyttas i tre dimensioner – längs X-axeln (sida till sida), Y-axeln (fram och bak) och Z-axeln (upp och ner). Med vissa skrivare är det den heta änden som rör sig, och i vissa rör sig byggplattformen i X- och Y-axeln och den heta änden rör sig i Z-axeln. Nettoresultatet är i alla fall att en tunn linje av smält filament läggs ner, först på byggplattformen för det första lagret, sedan ovanpå varje föregående lager, vilket bygger upp det tryckta objektet lager för lager tills objektet är färdigt.
Saker att tänka på med en FDM-skrivare inkluderar vilka typer av filament den kan använda, storlek på utskriftsbädden och om utskriftsbädden kan värmas upp. En uppvärmd tryckbädd är viktig om du vill använda det bredaste utbudet av filamenttyper. Med många filamenttyper, till exempel ABS, kan en ouppvärmd utskriftsbädd resultera i att objektet du skriver ut inte kan fastna på utskriftsbädden eller göra att basen på det tryckta föremålet blir skev när plasten svalnar. Och kom ihåg att vissa plaster avger stötande ångor när de smälts, så att använda dem kan kräva att skrivaren placeras där eventuella ångor som produceras inte är besvärande.
En annan faktor är programvaran som medföljer skrivaren. Applikationen som följer med varje skrivare, oavsett om det är FDM eller SLA, kallas en slicer. Skäraren omvandlar modellens bild till instruktioner som styr skrivaren och utskriftskvaliteten. Språket som 3D-skrivare använder kallas Gcode.
Vissa skrivarleverantörer, som XYZprinting, använder sin egen skivprogramvara. Andra använder CURA- mjukvaran som utvecklats och underhålls av skrivarleverantören Ultimaker. CURA släpps som öppen källkod, där enskilda skrivarleverantörer lägger till skrivarprofilerna, som ställer in några av utskriftsparametrarna, till listan över skrivare som stöds. Några andra populära skärmaskiner är KISSlicer, PrusaSlicer, Repetier och Slic3r. Om du tror att du så småningom kan köpa flera FDM-skrivare från olika leverantörer, kan det vara vettigt för dig att använda en universell slicer som CURA, som stöder hundratals olika skrivarmodeller från många leverantörer.
SLA-hartsskrivare—Utskrift med osynligt ljus
Hartsskrivare skapar föremål av ljuskänslig flytande plast. luchschenF/Shutterstock.com
En andra 3D-utskriftsteknik är stereolitografi, ofta förkortad som SLA. Stereolitografi var den första 3D-utskriftstekniken och uppfanns 1986. SLA 3D-skrivare använder en form av flytande harts som härdar vid exponering för ultraviolett ljus genom en process som kallas fotopolymerisation. I de flesta hobby-SLA-skrivare är denna ljuskälla en UV-LED som lyser genom en LCD-panel som låter en del ljus passera och blockerar annat. När det genomgående UV-ljuset träffar hartslagret, härdar det plasten på en byggplattform som rör sig vertikalt och exponerar mer flytande harts för att skapa objektet lager för lager.
Det finns ett enormt antal hartser tillgängliga, och många är för specialiserad utskrift av specifika typer av harts 3D-utskrifter. Dessa inkluderar hårdplast, flexibel plast, harts för smyckestillverkning och förlorad vaxgjutning och hartser som används i tandlaboratorier. Standardhartset är tillgängligt från ett dussin eller fler leverantörer och säljs per liter (eller halvliter).
Hartsskrivare är röriga och giftiga. Hartset kan komma på händerna eller i ögonen, och nitrilhandskar och ögonskydd rekommenderas. Nästan alla hartser som används i 3D-utskrift avger ångor och kräver användning i ett välventilerat utrymme. Hartsutskrift har några allvarliga brister för nybörjaranvändaren, inklusive specialiserade skärmaskiner, små byggplåtar; och behovet av efterbearbetning, inklusive en isopropylalkoholtvätt och UV-härdning av utsidan av föremålet (även om man låter det ligga i solen i flera timmar för att åstadkomma detta). Om du väljer hartsutskrift är ett värdefullt tillbehör en tvätt- och härdningsstation, som kan kosta 100 USD eller mer. Många tillverkare av harts 3D-skrivare skapar också matchande härdningsstationer som är kompatibla med varandra. Hartsutskrift brukade vara mycket dyrare än FDM-utskrift,
Ta ditt beslut
För många potentiella köpare kommer en FDM filamentskrivare att vara vägen att gå för din första 3D-skrivare. Hartsutskrift är stökigt, skapar ångor och kräver en avsevärd efterbehandling, inklusive någon form av UV-utskriftslåda för att härda det yttersta lagret av harts eller lämna föremålet ute i solen för att härda ytskiktet. Överskott av harts måste också kasseras försiktigt; du kan inte bara skölja den i handfatet eller spola ner den i toaletten. FDM Filament-skrivare är helt enkelt billigare och enklare att använda (åtminstone till att börja med).
Ändå, trots allt stökigt, krångel och ångor, tenderar hartstryckta föremål att vara mer detaljerade och visa mindre lager. Hartsskrivare är mycket populära för utskrift av miniatyrer. Slicern som medföljer hartsskrivare skiljer sig något från de som levereras eller finns tillgängliga för en FDM-skrivare. De utför fortfarande samma funktion, konverterar modeller till kod som skrivaren kan köra. Ändå, eftersom en hartsskrivare fungerar annorlunda än en FDM-enhet, är koden också annorlunda. Många hartsskrivare kommer med en skärare som heter Chitubox, och Prusa skärmaskin kommer också att fungera med SAL-skrivare.
Oavsett vilken teknik du väljer finns det tusentals 3D-objektfiler online och tillgängliga gratis för nedladdning. Ett bra ställe att börja är på Makerbots Thingiverse.com. Att börja dina 3D-utskrifter med en av dessa är ett fantastiskt sätt att bygga upplevelser.