在當(dāng)今的桌面3D打印市場(chǎng)中，兩個(gè)最受歡迎的行業(yè)是熔融沉積(FDM)打印和基于樹脂的打印。在本文中，咱們將深入科研兩者之間的差異，包含技術(shù)、材料、優(yōu)良、價(jià)格等。FDM熔融沉積

FDM 3D打印是一種特殊的3D打印技術(shù)，屬于更廣泛的增材制造類別“材料擠壓”。顧名思義，任何屬于這一類的設(shè)備都以特定的模式擠出材料以產(chǎn)生最后形狀，F(xiàn)DM運(yùn)用熔融塑料(有時(shí)與其他材料結(jié)合)做為擠出介質(zhì)。

FDM的工作原理與熱熔膠槍非常類似：將一根固體線推入熱噴嘴，使其融化，并使其流動(dòng)，并鋪成平坦的層。以打印機(jī)為例，層內(nèi)的這些運(yùn)動(dòng)精確地沿著坐標(biāo)系的X軸和y軸方向進(jìn)行。第1層沉積在打印表面，快速冷卻和固化。而后在最后一層的上面添加另一層，重復(fù)這個(gè)過(guò)程，慢慢地，一層一層地構(gòu)建一個(gè)3D對(duì)象。

與樹脂打印區(qū)別，在實(shí)質(zhì)打印過(guò)程中有各樣辦法，而FDM打印，熱塑料擠出和沉積過(guò)程在所有設(shè)備上都相當(dāng)類似。這便是為何所有FDM打印機(jī)在技術(shù)上屬于同一技術(shù)。然而，當(dāng)然有區(qū)別類型的FDM打印機(jī)，最流行的風(fēng)格是直線打印機(jī)，又名“Cartesian”打印機(jī)。

變化最大的行業(yè)是多材料打印機(jī)，它能夠在一次打印中打印多種顏色和材料。另外，有些單擠出FDM打印機(jī)能夠升級(jí)，如Prusa的MMU 2S和Mosaic Palette 2S Pro。

RESIN樹脂

樹脂打印更像是3D打印技術(shù)的總叫作，屬于增材聚合的增材制造類別。

大都數(shù)樹脂打印機(jī)都有一個(gè)容器，底部是透明的、柔性的，亦被叫作為桶，里面裝滿了光敏樹脂，當(dāng)接觸到紫外線時(shí)，它會(huì)固化。而后將構(gòu)建平臺(tái)浸入桶中，透明底部下方的光源按照特定模式固化樹脂，將硬化的第1層粘合到平臺(tái)上。

而后，構(gòu)建板向上移動(dòng)，為下一層創(chuàng)造空間，并準(zhǔn)許新的樹脂在前一層和大桶底部之間流動(dòng)。這個(gè)新層而后經(jīng)過(guò)光源固化，這個(gè)過(guò)程重復(fù)，直到完成的3D物體。

區(qū)別類型的樹脂打印機(jī)的區(qū)別在于光是怎樣產(chǎn)生和應(yīng)用到樹脂上的。這些技術(shù)差異寓意著以下每種類型的樹脂印刷都是其自己的技術(shù)。

LCD

最容易運(yùn)用的樹脂印刷形式被叫作為L(zhǎng)CD(亦叫作為MSLA)。LCD打印機(jī)運(yùn)用強(qiáng)大的UV光源，能夠一次照亮全部層。紫外線上方的液晶表示器(LCD)會(huì)選取性地阻擋并讓紫外線經(jīng)過(guò)。LCD表示該層的負(fù)像，僅讓光經(jīng)過(guò)需要固化的樹脂。

據(jù)述運(yùn)用這種技術(shù)有時(shí)會(huì)降低打印質(zhì)量，由于LCD屏幕的分辨率將決定打印的分辨率。反過(guò)來(lái)，LCD亦是樹脂印刷速度最快的類型。LCD打印機(jī)是迄今為止最便宜的樹脂打印機(jī)類型，因此呢更適合初學(xué)者和興趣者。

SLA

第1種類型的樹脂打印是SLA，它表率立體光刻。

這項(xiàng)技術(shù)與LCD打印機(jī)非常類似，然而，運(yùn)用的光源是激光。這個(gè)激光被一個(gè)能夠改變反射方向的馬達(dá)掌控的鏡子瞄準(zhǔn)。激光以當(dāng)前層的形狀在樹脂上進(jìn)行跟蹤，就像常規(guī)的FDM 3D打印機(jī)噴嘴逐點(diǎn)跟蹤新層同樣。

這種技術(shù)一般比LCD更昂貴，由于增多了繁雜性和運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)量，但它一般有高分辨率。

DLP

最后一種流行的樹脂印刷技術(shù)是DLP印刷，它利用數(shù)字光處理(DLP)投影儀。該技術(shù)與LCD打印非常類似，由于它同期暴露了全部層。兩者之間的區(qū)別在于光線怎樣以特定的形狀照射樹脂。詳細(xì)來(lái)講，投影儀將圖像閃爍到一組鏡子上，鏡子又將反射的圖像引導(dǎo)到大桶的底部，而不需要額外的屏幕來(lái)阻擋不必要的光線。

這種打印辦法是這兒說(shuō)到的三種辦法中最不平常的，由于它的打印質(zhì)量受到投影圖像分辨率的影響，一般在完成的打印上留下小像素。從“歷史”的方向來(lái)看，DLP印刷能夠說(shuō)是從SLA到LCD印刷鋪平了道路。

Compare對(duì)比01 Materials 材料

就其工作原理而言，F(xiàn)DM和樹脂打印所運(yùn)用的材料之間存在很大差異。

FDM

FDM打印材料的重點(diǎn)需求是它擁有熱塑性基材。這些材料以長(zhǎng)塑料線的形式顯現(xiàn)，直徑為1.75或2.85毫米，纏繞在線軸上。

最流行的一種材料叫做聚乳酸(PLA)，它是最常用的線材，由于它易于運(yùn)用和高質(zhì)量。這種材料幾乎無(wú)氣味，是對(duì)環(huán)境害處最小的3D打印材料之一。有非常多東西能夠用PLA打印，包含能夠與食品接觸的模型。

另一種非常流行的材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯改性(PETG)。這種材料與PLA類似，非常容易運(yùn)用，但擁有更好的機(jī)械性能，如更高的強(qiáng)度和更大的柔韌性。重點(diǎn)的區(qū)別是PETG在245°C上下打印，而PLA在200°C上下打印。PETG適用于各樣用途，包含暴露在區(qū)別天氣要求下或需要更加多強(qiáng)度或耐久性的模型。

有些更先進(jìn)的FDM材料，如ABS或碳鏈填充尼龍，在成功運(yùn)用之前需要特殊的打印機(jī)和安全設(shè)置。這些材料一般需要比PLA更高的噴嘴溫度和加熱打印床，以防止材料在冷卻時(shí)收縮。這些先進(jìn)的材料還受益于打印區(qū)域周邊的外殼。外殼不僅保持內(nèi)部空氣均勻，況且防止任何有害氣體逸出。這些可能有非常多消極影響，從簡(jiǎn)單的難聞到對(duì)呼氣系統(tǒng)有害。為了防止這種狀況，許多帶有外殼的高端設(shè)備都有內(nèi)置的過(guò)濾系統(tǒng)，能夠過(guò)濾內(nèi)部空氣并去除顆粒。

線材及其背面的打印技術(shù)所供給的多功能性不該被低估：木材、絲綢、大理石、透明、夜光、變色、彩虹，以及碳纖維、金屬、PC、尼龍乃至回收等，寓意著FDM打印能夠采取許多區(qū)別的形式和用途。一樣值得重視的是，線材需要妥善儲(chǔ)存，需要在使用前干燥，由于大都數(shù)都是吸濕的。

樹脂

樹脂打印機(jī)的材料選取有限，但仍然非常通用，從普通塑料到可澆注、柔性和可水洗的都有。所有樹脂都儲(chǔ)存在防紫外線的瓶子或袋子里，這般能夠防止紫外線進(jìn)入和接觸液體，避免在運(yùn)用前樹脂變硬。

區(qū)別的樹脂會(huì)有區(qū)別的打印設(shè)置，例如揭發(fā)時(shí)間——這亦會(huì)受到樹脂顏色的影響。值得重視的是，雖然有些品牌供給更加多的顏色，但要得到多色打印，您需要單獨(dú)打印部件。或，人們能夠給樹脂染色以得到區(qū)別的結(jié)果。所采用的工藝會(huì)影響樹脂的選取。按照光的波長(zhǎng)區(qū)別，樹脂的固化方式亦區(qū)別，因此呢，必須按照打印設(shè)置檢測(cè)正確的兼容性。SLA激光器一般發(fā)射約395納米的波，而LCD和DLP打印機(jī)的波長(zhǎng)約為405納米。

02 Resolution & Quality 分辨率和質(zhì)量

FDM和樹脂打印之間最明顯的區(qū)別之一是分辨率。常常在成品打印的質(zhì)量和分辨率上有所區(qū)別，這些原因包含從整體外觀到小細(xì)節(jié)的質(zhì)量，但亦包含強(qiáng)度等機(jī)械原因。

FDM

因?yàn)?/span>FDM打印機(jī)運(yùn)用熔融塑料層來(lái)創(chuàng)建模型，因此呢結(jié)果常常不太精確和準(zhǔn)確，由于材料一般以0.4毫米寬的線條沉積。與樹脂印刷相比，實(shí)質(zhì)的層亦很大，每層從0.1到0.35毫米不等。該層高度在所有表面上創(chuàng)建可見的線條，并且經(jīng)常阻止fdm打印的部件被用作最后模型。為認(rèn)識(shí)決可見層線的問(wèn)題，成品印刷品能夠運(yùn)用溶劑蒸汽打磨乃至平滑。這些辦法能夠使FDM打印看起來(lái)完全光滑，但需要時(shí)間和技巧來(lái)做得好，亦會(huì)淡化小的表面細(xì)節(jié)。

成品的另一個(gè)質(zhì)量是它們的強(qiáng)度。在這個(gè)周期，F(xiàn)DM一般比樹脂打印性能更好，并且按照所運(yùn)用的材料，受某些打印設(shè)置的影響。例如，運(yùn)用高填充率，適當(dāng)?shù)奶畛淠Ｊ胶?span style="color: green;">增多壁厚將使零件更堅(jiān)固，但反過(guò)來(lái)，打印時(shí)間將增多。

樹脂

另一方面，樹脂打印機(jī)一般創(chuàng)建更高細(xì)節(jié)的模型。出于這個(gè)原由，樹脂打印非常適合微縮模型或高細(xì)節(jié)模型，值得額外的奮斗。因?yàn)?/span>該技術(shù)，層的高度非常小，范圍從10微米(0.01毫米)到100微米(0.1毫米)。標(biāo)準(zhǔn)層高度為50微米(0.05毫米)，約為FDM打印的四分之一。XY分辨率亦在這個(gè)范圍內(nèi)。這種微小的層高度能夠打印出令人難以置信的細(xì)節(jié)和高質(zhì)量的物體，完成的打印一般無(wú)層本身的跡象，而是看起來(lái)像一起光滑的固體塑料。

完成的印刷品亦能夠用砂紙打磨，以達(dá)到更大的平滑度，但這一步在大都數(shù)狀況下是不必要的，由于層已然很小了。

當(dāng)談到強(qiáng)度時(shí)，堅(jiān)韌的樹脂產(chǎn)生的打印部件一般比FDM更強(qiáng)。

03 Speed 速度

FDM和樹脂打印的另一大區(qū)別是打印速度。這取決于許多原因，包含所運(yùn)用的特定技術(shù)和打印設(shè)置。

FDM

FDM打印機(jī)完成打印所需的時(shí)間重點(diǎn)取決于打印對(duì)象的體積，以及所選取的層高度、填充和速度。簡(jiǎn)單地說(shuō)，項(xiàng)目越大，層高度越小，打印時(shí)間越長(zhǎng)，反之也然。

另一個(gè)影響打印時(shí)間的設(shè)置是填充的密度。填充物的密度越高，打印機(jī)需要鋪設(shè)的長(zhǎng)絲就越多，打印時(shí)間亦就越長(zhǎng)。

樹脂

當(dāng)觸及到樹脂打印時(shí)，打印時(shí)間更直接有些。對(duì)于LCD和DLP打印，無(wú)論每層硬化多少樹脂，因?yàn)?/span>全部層在2到10秒內(nèi)固化，層固化速度火速。運(yùn)用SLA設(shè)備，打印時(shí)間顯著更長(zhǎng)，由于激光需要移動(dòng)到每一個(gè)點(diǎn)。

影響打印時(shí)間的其他變量包含z軸高度、層高度以及打印機(jī)上下移動(dòng)打印床以進(jìn)行下一層所需的時(shí)間。

假設(shè)運(yùn)用LCD打印機(jī)，樹脂打印能夠說(shuō)在大都數(shù)狀況下比FDM打印快得多。

04 Ease of Use 易用性

3D打印機(jī)的易用性是初學(xué)者和高級(jí)用戶都關(guān)心的問(wèn)題，在各樣FDM和樹脂技術(shù)中有許多優(yōu)良和挑戰(zhàn)。

FDM

FDM打印機(jī)一般易于運(yùn)用，因此呢對(duì)初學(xué)者非常友好。加載線材后，起始打印是幾乎所有需要做的事情。打印完成后，它應(yīng)該很容易去除，并且在大都數(shù)狀況下能夠立即按預(yù)期運(yùn)用。

有些印刷品，如水密容器，可能需要非常精確的設(shè)置或某種形式的涂層才可使它們完全準(zhǔn)備好運(yùn)用。如上所述，后期處理可能是必需的。

當(dāng)然，F(xiàn)DM打印機(jī)仍然存在有些問(wèn)題，包含串線、翹曲和象腳。FDM設(shè)備一般需要更加多的守護(hù)和校準(zhǔn)，以防止這些問(wèn)題的出現(xiàn)。

樹脂

與FDM打印相比，樹脂打印需要更加多的安全性和成功。

首要，樹脂是有毒的，這寓意著觸摸它是不安全的，吸入它的蒸汽亦是不安全的。因?yàn)?/span>這種危險(xiǎn)，在完全固化之前處理樹脂和印刷品時(shí)需要手套和口罩。

所有樹脂打印機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是，她們有一個(gè)罩，覆蓋構(gòu)建區(qū)域和樹脂缸。這些引擎蓋一般是透明的橙色或紅色塑料。它們的重點(diǎn)功效是防止紫外線照射到缸中未固化的樹脂，并守護(hù)旁觀者的眼睛免受打印機(jī)中紫外線的損傷。另外，引擎蓋是為了防止有毒和經(jīng)常難聞的煙霧擴(kuò)散。

樹脂裝入設(shè)備的缸后，印刷過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。然則剛從打印機(jī)中取出的打印件仍然覆蓋著未固化的樹脂。這種樹脂需要用溶劑洗掉，在大都數(shù)狀況下是異丙醇。

而后，印刷品需要在專用燈或太陽(yáng)等紫外線光源下完全固化，以使其達(dá)到最后狀態(tài)。

在所有這些過(guò)程完成后，此刻能夠正常處理打印，再也不有毒。這些額外的過(guò)程寓意著樹脂3D打印擁有更高的學(xué)習(xí)曲線，因此呢它不必定像FDM打印那樣對(duì)初學(xué)者友好。

另外，全部工作空間亦必須更大，并配備額外的用品和設(shè)備(用于固化和洗滌)。樹脂打印機(jī)有有些引起打印失敗的平常問(wèn)題，但這些問(wèn)題一般比FDM打印機(jī)更易處理。最大的失敗點(diǎn)是固化層不可粘在構(gòu)建板上。

05 Price 價(jià)格

另一個(gè)決定原因是兩種打印機(jī)的價(jià)格。

兩者都能夠以相對(duì)便宜的價(jià)格得到，設(shè)備的價(jià)格在200美元上下，但隨著尺寸和質(zhì)量的增多，樹脂打印機(jī)比FDM打印機(jī)更貴。

當(dāng)觸及到FDM時(shí)，有200美元以下、300美元以下和500美元以下的不錯(cuò)選取，盡管哪些構(gòu)建量很強(qiáng)的可能會(huì)有點(diǎn)貴。

雖然有優(yōu)秀的樹脂打印機(jī)，但針對(duì)很強(qiáng)的，價(jià)格最少是很強(qiáng)的FDM打印機(jī)的兩倍。例如，大型樹脂打印機(jī)Phrozen Sonic Mega 8K S的成本約為1,600美元，構(gòu)建體積為330 x 185 x 300毫米。相比之下，像Anycubic Kobra 2 Max這般的FDM打印機(jī)的成本僅為570美元，構(gòu)建體積為420 x 420 x 500毫米。

除了打印機(jī)本身，樹脂設(shè)備的守護(hù)花費(fèi)亦會(huì)更高。LCD樹脂打印機(jī)在運(yùn)用約2000小時(shí)后需要更換新的屏幕，屏幕的價(jià)格取決于尺寸。

另一方面，雖然在業(yè)余興趣者市場(chǎng)不太平常，DLP打印機(jī)供給約20,000小時(shí)的運(yùn)用。同期，F(xiàn)DM打印機(jī)的守護(hù)成本一般是微不足道的，由于有非常多包袱得起的更換部件。

END

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