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3D打印機SLA技術和SLS技術深度對比

3D打印機SLA技術和SLS技術深度對比

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【摘要】:
現如今3D打印機已經發展多年,3D打印機技術、材料、工藝等等越來越多,普通用戶很難識別一些縮寫詞的含義,諸如:SLS,SLA,FDM,FFF,ABS,PA,PLA......而我們經常遇到用戶對于3D打印機技術的對比,經常會有人問:“SLA技術和SLS技術有什么區別?”那么在本文我們想與您分享這兩種3D打印材料和技術的異同,以幫助您找出不同3D打印項目所適合的技術。

現如今3D打印機已經發展多年,3D打印機技術、材料、工藝等等越來越多,普通用戶很難識別一些縮寫詞的含義,諸如:SLS,SLA,FDM,FFF,ABS,PA,PLA ......而我們經常遇到用戶對于3D打印機技術的對比,經常會有人問:“SLA技術和SLS技術有什么區別?” 那么在本文我們想與您分享這兩種3D打印材料和技術的異同,以幫助您找出不同3D打印項目所適合的技術。

 

3D打印機SLA技術和SLS技術簡介

SLS(Selective Laser Sintering)的首字母縮寫中文定義為“選擇性激光燒結”,這正是這種3D打印機的技術核心所在。選擇性激光燒結加工過程是采用鋪粉棍將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面,并加熱至恰好低于該粉末燒結點的某一溫度,控制系統控制激光束按照該層的截面輪廓在粉末上掃描,使粉末的溫度升至熔化點,進行燒結,并與下面已成型的部分實現粘結。當一層截面燒結完成后,工作臺下降一個層的厚度,鋪料輥又在上面鋪上一層均勻密實的粉末,進行新一層截面的燒結,直至完成整個模型。在成型過程中,未經燒結的粉末對模型的空腔和懸臂部分起著支撐作用,不必像SLA工藝那樣需要另行生成支撐工藝結構。

 

 

SLA(Stereo Lithography Apparatus)中文的定義是立體光固化成型技術。它是第一個在80年代被理論化和獲得專利的一種增材制造技術。其成型原理主要是近紫外激光束聚焦在薄層液體光聚合物樹脂上,并快速繪制所需模型的平面部分。得益于UV光源的物理特性,光敏樹脂在UV光的照射下發生固化反應,從而形成模型的單個平面層。在頂部應用新的樹脂層并迭代模型的每個部分的過程,最終得到完整的3D打印模型。最后一步是清潔浸泡在液體樹脂中的最終模型,并且通常不去除支撐結構。

 

 

與主要用于工業生產領域并對使用環境要求嚴苛的SLS 3D打印機不同,SLA 3D打印機可以在普通辦公環境下進行生產制造,更加親民。

 

SLA和SLS技術的打印分辨率對比

雖然目前市場上并沒有為這兩種技術的3D打印機提供標準化的分辨率參數范圍要求,但是由于每個3D打印廠家的生產決策不同,所以我們能看到市場上會有不同分辨率的3D打印機售賣。這兩種技術的3D打印機都使用電動平臺,除此之外,這兩種技術還使用聚焦激光束來固化3D打印材料,但因為它們使用完全不同的波長(SLA為紫外線,SLS為紅外線),它們的聚焦尺寸也大不相同,紫外激光聚焦點明顯比紅外激光小,因此SLA 3D打印機通常可以在水平和垂直方向上實現更高的分辨率!

 

SLA和SLS技術的機械性能對比

SLS 3D打印機可以使用各種粉狀材料,最常見的是聚酰胺(通常是尼龍PA12),它們可以使用不同添加劑以改變顏色,強度,柔韌性,剛度等性能。您可能并不了解這種材料,但您一定聽過“尼龍”基材,它具備更好的耐用性,強度和非凡的耐磨性等特性。

對于SLA 3D打印機來說,通常3D打印制造商推薦使用他們自己的光敏樹脂材料,但仍有很多第三方廠家材料可供選擇,通常會比原廠更便宜。一般來說,一般市面上會研發很多基于尼龍材料的延伸材料,它們往往比尼龍基材更加堅硬但也因此變脆,具有更柔軟和更柔韌的特性,與橡膠材料非常相似。

 

SLA和SLS技術的成型零件表面質量

表面光潔度是所有使用者在拿到成品后的第一對比維度。使用SLS打印機,燒結過程中本質上會產生多孔固體材料,因為最初在粉末內的空氣在燒結材料上產生微小氣泡。雖然這是你用肉眼看不到的東西,但觸摸時會感覺有點“粗糙”。 而通過液態光敏樹脂固化后聚合能打印出固體表面光潔度更加光滑的成品。

 

通過SLA 3D打印機打印出的模型表面質量非常好

一般尼龍粉末提供基本選項:黑色和白色,用于3D打印原料供使用者選擇。 通過混合這兩個顏色的材料,也能給使用者提供灰色尼龍材料,但可以說這個顏色的選擇仍然是相當有限的,沒有半透明或透明SLS技術3D打印材料選擇。而SLA 3D打印機使用的光敏樹脂材料有更多色彩上的選擇。

 

SLA和SLS技術的支撐材料

對于沒有明顯固定位置的3D打印模型(例如球),或者有些模型具有懸空部分(例如臺燈的燈罩),幾乎所有3D打印技術都需要支撐材料或結構,SLS 3D打印機是一個例外,這要歸功于在使用SLS技術打印過程中模型周圍的未燒結粉末可以作為支撐材料,從而實現打印過程中的免支撐。

在通過SLA技術打印一些復雜結構的3D打印模型結構中,使用者通常需要犧牲一定的模型質量從而讓打印模型盡可能少的添加支撐材料,所以在使用SLA 3D打印機打印模型時需要權衡利弊。當使用支撐結構時打印出的成本需要進行后處理工作,但即便如此,仍會在去除支撐的位置留下印記,從而影響表面光潔度。

 

結論

這兩種技術本身都有其優缺點,但最終如何選擇仍舊需要取決于使用者對模型的需求。對于專注于功能使用的模型,SLS技術可能是最佳選擇。而如果追求的是模型展示這些常規應用,并不會過分追求材料強度,SLA技術更能體現其優勢。

最后,小編制作了一張兩種技術的參數對比表格供大家參考。

類別/參數

SLA

SLS

打印材料

光敏樹脂

聚酰胺(尼龍)

表面質量

光滑

細微粗糙

材料顏色選擇

透明或半透明材料為主

黑白灰為主

支撐材料(復雜結構)

需要

不需要

物理性能

堅硬且脆

堅硬且柔韌

抗壓能力

幾乎無變形,達到一定力度突然斷裂

逐漸變形至斷裂

耐磨性

后處理

幾乎不需要拋光處理

需要拋光處理

耐腐蝕性

無定義

高度耐腐蝕(尼龍)

綜合成本

打印機便宜但是打印材料較貴

打印機昂貴但材料便宜

 

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