مقایسه دو تکنولوژی پرینت سه بعدی FDM و SLA
فناوری پرینت سه بعدی، که با نام ساخت افزایشی نیز شناخته می‌شود، یکی از میان بی‌شمار فرآیندهای موجود است که فایل دیجیتال را به یک شیء مجسم سه بعدی تبدیل می‌کند.
فناوری پرینت سه بعدی، که با نام ساخت افزایشی نیز شناخته می‌شود، یکی از میان بی‌شمار فرآیندهای موجود است که فایل دیجیتال را به یک شیء مجسم سه بعدی تبدیل می‌کند. پرینتر سه بعدی در طول فرآیند چاپ، لایه‌های مواد را به صورت متوالی و مکرر روی هم ذوب می‌کند و سپس رسوب می‌دهد؛ ترسیم شکل مقطعی فایل، تا زمانی که یک شیء فیزیکی مجسم تشکیل شود، ادامه می‌یابد.
نمونه سازی لایه گذاری ذوب شونده (FDM)، و استریولیتوگرافی (SLA)، دو روش معروف پرینت سه بعدی هستند؛ به گونه‌ای که این دو فناوری چه برای افراد حرفه‌ای، و چه علاقه‌مندانی که به عنوان سرگرمی این کار را انجام می‌دهند، انعطاف پذیری چشمگیری در طراحی نمونههای اولیه و تولید قطعات اصلی فراهم می‌کند و مدت زمان تولید کوتاه‌تری نیاز دارد. هر دو روش ظرفیت تولید قطعاتی با نتیجه مشابه دارند اما زمانی که حرف از جزئیات محصول باشد، انتخاب بهترین مواد و فرآیند چاپ سه بعدی اهمیت پیدا می‌کند.
در فناوری FDM، ترموپلاستیک ذوب شده به سمت بستر ساخت خارج می‌شود و تا زمانی که یک جسم سه بعدی شکل بگیرد، هر لایه ذوب شده روی لایه قبلی می‌نشیند. از پلاستیک PLA زیست تخریب پذیر گرفته، تا مواد تقویت کننده سخت و مقاوم در برابر ضربه از جنس کولار، به عنوان فیلامنت مصرفی FDM کاربرد دارند؛ به همین خاطر هم در ساخت نمونههای اولیه تا ابزار و لوازم صنعتی، شاهد تنوع فوق‌العاده‌ای خواهید بود. پرینترهای سه بعدی FDM نیز قابلیت شخصی سازی دارند، در نتیجه می‌توانید تنظیمات چاپ و افزونه‌های سخت افزاری را با دست باز انتخاب کنید و تعداد روزافزونی از مواد مختلف را در آن‌ها قرار دهید. در فناوری SLA، یک لیزر یا یک پروژکتور نور لایه‌های ورقه‌ای جسم را پشت سر هم در ابعاد سه بعدی ترسیم می‌کند و سپس لایه‌های رزین را که به نور حساس‌اند، به پلاستیک سخت شده تبدیل می‌کند تا در نهایت یک جسم سه بعدی شکل بگیرد.
| تکنولوژی | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| FDM | مجموعه‌ای از انواع ترموپلاستیک‌ها و فیلامنت‌های مصرفی FDM وجود دارند که عملا در هر صنعت و هر کاربردی که تقاضا برای آن باشد، امکان کاربرد و خدمت رسانی دارند. پرینترهای سه بعدی FDM قابلیت چاپ حجم‌های بزرگ‌تری در مقایسه با پرینترهای SLA دارند و همین سبب می‌شود علاوه بر ساخت نمونه اولیه در اندازه کامل، قطعات آماده مصرف و مدل‌ها، پرینترهای FDM برخی فرآیندهای خاص ساخت افزایشی را در مدت زمان بسیار کوتاه، انجام دهند. پیشرفت و تکامل فیلامنت‌های سنتی با کسب ویژگی‌های جامعی همچون مقاومت در برابر اسید و مواد شیمیایی، اصطکاک پایین و استحکام بالا، همچنان ادامه دارد. فیلامنت‌های جدید FDM، با هدف ساخت قطعات محکم، سبک و دارای ابعاد پایدار، حاوی مخلوطی از فیبرهای خرد شده مانند فیبرهای کربن و پلی کربنات هستند. از قطعات یدک کوچک اتومبیل‌های قدیمی گرفته تا ابزار و لوازم مربوط به صنایع هوا و فضا، همه با استفاده از فناوری FDM قابل پرینت هستند؛ از این رو، دامنه گسترده کاربردهای FDM سبب می‌شود برای ساخت اشیایی که عملکرد مکانیکی دارند، این فناوری انتخاب مناسب‌تری باشد. برخی پرینترهای FDM، مانند مدل X7 از سری پرینترهای صنعتی شرکت Markforged، قابلیت چاپ لایه‌ای به ضخامت ۵۰ میکرون دارند که نسبت به عملکرد معمولی FDM برتری دارد؛ در قطعاتی که این نوع پرینترها تولید می‌کنند، لایه‌های پرینت به قدری کوچک‌اند که قابل رویت نیستند و سطح پرداخت شده نیز صاف و هموار است. اگر از سری پرینترهای صعنتی یا رومیزی شرکت Markforged استفاده می‌کنید، پیکربندی بخش‌های مختلف مانند انتخاب صحیح مواد، تنظیمات یا سخت افزار در همان محل استقرار پرینتر انجام می‌گیرد؛ بنابراین برای مقابله با مواردی چون پوسته پوسته شدن، سرعت مناسب چاپ و رسوب نادرست فیلامنت، هیچ نیازی به پیکربندی کاربر نخواهد بود. به هر حال اینکه آیا قطعه گزینه مناسبی برای چاپ خواهد بود یا خیر، و حصول اطمینان از این مورد خود بخش مهمی از فرآیند است، در این غیر این صورت تنظیم دما یا سرعت تاثیر چندانی بر موفقیت روند چاپ نخواهد داشت. | به طور کلی چاپ FDM، رزولوشن پایینی دارد و به همین خاطر نیز، با وجود تنظیمات خوب جزئیات، «خطوط لایه‌ها» گاهی نمایان می‌شوند. چنین الگویی در سطح محصول «طرح کبریتی» نیز نامیده می‌شود و اگر بخواهیم سطح نهایی، از نظر صافی و همواری با پرینت SLA قابل مقایسه باشد، باید پرداخت کاری و سنباده زنی بیشتری روی کار انجام بگیرد. اما اگر هدف شما تنها تولید یک نمونه اولیه با استحکام بالا است و به جزئیات سطح توجه نخواهد شد، طبیعتا این موضوع اهمیت آنچنانی برای شما ندارد. در طول فرآیند پرینت با فناوری FDM، اغلب نوسان دمایی اتفاق می‌افتد که سبب می‌شود مواد فیلامنت ترموپلاستیک سریع‌تر یا کندتر از حد مطلوب سرد شوند، در نتیجه امکان پوسته پوسته شدن سطح (همچنین جدایش لایه‌ها و تابیدگی) وجود دارد. در حین فرآیند نیز، قطعات متحرک بسیاری به صورت همزمان کار می‌کنند تا جسم مورد نظر را شکل دهند. اگر مشکلی در نوک چاپ، سیستم فشار زنی (اکستروژن) یا مونتاژ نهایی گرم رخ دهد، سرانجام مشکلاتی در میانه پرینت به وجود می‌آید. بنابراین، هنگام آماده سازی و برش مدل سه بعدی خود، تنظیمات مربوط به پرینت، سخت افزار و مشخصه‌های مواد را به دقت مورد ارزیابی قرار دهید. |
| SLA | فناوری SLA قابلیت پرینت با رزولوشنی به کوچکی ۲۵ میکرون دارد، بدین ترتیب سطح نهایی و پرداخت شده‌ی کار، صاف و با جزئیات دقیق همراه است؛ این ویژگی SLA، در میان همتایان FDM و قطعات تزریق پلاستیک نظیر ندارد. این فناوری بیشتر مناسب ساخت مدل‌های مفهومی نمایشی یا «اثبات کار»، ساختارهای آلی، قطعاتی با هندسه پیچیده، تندیس‌ها و انواع دیگری از نمونههای اولیه منحصر به فرد است. فرآیند پخت لیزر UV فوق العاده دقیق است و به لطف آن، خطای ابعادی پرینترهای SLA کم‌تر می‌شود. زیرا در طول ذوب لایه‌ها انبساط حرارتی رخ نمی‌دهد. بنابراین، برای ساخت نمونههای اولیه دقیق مانند ایمپلنت‌های پزشکی، مدل‌های پیچیده معماری، پسا پردازش جواهرات و دیگر قطعات کوچک، SLA می‌تواند بهترین گزینه باشد. | در SLA، برای ساخت قطعاتی که تحت تنش‌های مکانیکی یا بارهای چرخه‌ای قرار دارند، تنها فرمولاسیون رزین درجه مهندسی ویژه‌ی SLA باید استفاده شود زیرا رزین پس از به عمل آوردن، ویژگی‌های تردی و شکننده بودن را کسب می‌کند. به غیر از این قطعات، بیشتر رزین‌های استاندارد می‌توانند انتخاب خوبی برای ساختارهای ظریف و دقیق به شمار بیایند؛ ساختارهایی مانند نمونههای اولیه با جلوه زیبا که هدف از ساخت آن‌ها جنبه نمایشی دارد. در بازار حال حاضر، هیچ رزینی از نظر استحکام و عملکرد مکانیکی به پای فیلامنت‌های FDM از قبیل پلی کربنات، نایلون یا سایر مواد سخت FDM نمی‌رسد. |
پرینت سه بعدی FDM در برابر پرینت سه بعدی SLA
همیشه اولین قدم، تصمیم گیری برای انتخاب بهترین ابزار کار است. فناوری‌های FDM و SLA، هر دو مزایای خود را دارند که می‌توان از هر کدام به تنهایی برای انجام کارهای مختلفی استفاده کرد، یا اینکه هردوی آن‌ها را باهم برای ساخت مونتاژهای چند قسمتی به کار گرفت. اگر به دنبال آن هستید که نمونه اولیه‌ی یک طراحی را با مشخصه‌های خوب ظاهری تولید کنید، SLA گزینه بهتری خواهد بود. در غیر این صورت، چه در حین فرآیند تولید، چه در طراحی و تولید، و چه برای تعمیر، FDM کارآمدتر است و در جنبه‌های گوناگونی نیازهای شما را برآورده می‌کند.
