So Sánh Công Nghệ In 3D FDM Và SLA

Trong ngành in 3D , công nghệ in FDM và công nghệ in SLA là hai công nghệ in phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất. So sánh công nghệ in 3d FDM và SLA . Hãy để chúng tôi giúp bạn có cái nhìn rõ hơn:

Công Nghệ FDM Là Gì ?

FDM là tên viết tắt của Fused Deposition Modeling (là một quá trình tạo mẫu nhanh để tạo ra các vật thể rắn ba chiều trực tiếp từ mô hình CAD). 

In 3D FDM là một công nghệ in 3D cụ thể thuộc danh mục sản xuất bồi đắp rộng hơn là “đùn vật liệu”.

FDM hoạt động rất giống với súng bắn keo nóng: Một sợi rắn được đẩy vào một vòi nóng làm nó nóng chảy và cho phép nó chảy ra và được đặt thành các lớp phẳng. Trong trường hợp máy in, các chuyển động này trong một lớp được định hướng chính xác dọc theo (phần lớn) trục X và Y của hệ tọa độ Descartes. Lớp đầu tiên được lắng đọng trên bề mặt in, làm mát và đông đặc nhanh chóng. Sau đó, một lớp khác được thêm vào trên lớp cuối cùng và quá trình này được lặp lại, xây dựng đối tượng 3D một cách từ từ, từng lớp một.

• Ưu điểm: Máy in 3D FDM có mức giá vô cùng cạnh tranh, dễ dàng trong việc sửa chữa hoặc thay thế các chi tiết hay bộ phận. Đồng thời có thể sử dụng để in với số lượng lớn và tiết kiệm tối đa nguồn nguyên liệu. Dòng máy này chuyên được dùng để sản xuất ra những sản phẩm có khả năng chịu lực tốt. Máy in 3D FDM có tốc độ tạo mẫu khá nhanh, đơn giản, sử dụng vật liệu có tính thân thiện với môi trường, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

• Nhược điểm: Máy in 3D FDM có độ chính xác không cao nên bị hạn chế trong việc ứng dụng để lắp ghép chi tiết phức tạp, đòi hỏi khả năng chịu lực đồng đều và bề mặt sản phẩm in không có độ mịn và tính thẩm mỹ cao.

Công Nghệ SLA là gì ?

SLA là tên viết tắt của Stereolithography Apparatus, hoặc đơn giản là in ly-to lập thể. Giống như FDM, SLA là một phương pháp in bồi đắp: Các mô hình được xây dựng từng lớp.

“In nhựa” là một thuật ngữ chung cho các công nghệ in 3D nằm trong danh mục sản xuất phụ gia.

• Ưu điểm: Máy in 3D SLA sản xuất ra những sản phẩm có độ chính xác cao, đặc biệt là những sản phẩm có hình dạng phức tạp, cầu kỳ. Sản phẩm được tạo ra có độ bóng mịn và độ phân giải cao theo nguyên mẫu của dữ liệu. Đồng thời vật liệu SLA thường có sẵn nên dễ dàng trong quá trình vận hành.
• Nhược điểm: Máy in 3D SLA thường tạo ra sản phẩm có độ bền cơ học không cao, đặc biệt khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời và có độ giòn nên không phù hợp để chế tạo nguyên mẫu để kiểm tra. Vật liệu được dùng cho máy in SLA có giá thành cao nên nếu có nhu cầu sử dụng thông thường thì người dùng cần nên cân nhắc.

So Sánh Công Nghệ FDM và SLA 

Giống Nhau:

• Cả hai đều là công nghệ in 3D, hoạt động theo nguyên lý sản xuất đắp dần, nghĩa là mẫu in được xây dần từng lớp, từng lớp. 
• Cả hai công nghệ in này đều phải có file 3D thì mới có thể in ra mẫu được

Khác nhau :

  Vật Liệu In

Máy in FDM thường sử dụng sợi nhựa PLA, PETG hoặc ABS. Hầu hết các máy in FDM có thể xử lý nylon, PVA, TPU và nhiều loại hỗn hợp PLA (trộn với gỗ, gốm sứ, kim loại, sợi carbon, v.v.) Sợi có nhiều màu khác nhau. Một số nhà sản xuất thậm chí còn cung cấp dịch vụ sản xuất màu RAL theo nhu cầu.

Yêu cầu chính đối với vật liệu in FDM là nó phải có đế bằng nhựa nhiệt dẻo. Những vật liệu này có dạng một sợi nhựa dài, có đường kính 1,75 hoặc 2,85 mm, được quấn trên một ống chỉ. Một vài máy in sử dụng sợi nhựa độc quyền – chúng thường đắt hơn cuộn tiêu chuẩn do có chất lượng tốt hơn  .

Vật liệu máy SLA là nhựa cảm quang lỏng, có đặc tính bảo dưỡng nhanh, độ chính xác cao, hiệu quả bề mặt tốt và xử lý sau dễ dàng. Nó phù hợp cho sản xuất mẫu tay của ô tô, thiết bị y tế, sản phẩm điện tử và mô hình kiến ​​trúc. Cần lưu ý rằng nhựa cảm quang có mùi và độc tính, cần phải được niêm phong, và để ngăn chặn phản ứng trùng hợp xảy ra trước, cần phải tránh ánh sáng.

Các loại nhựa khác nhau sẽ có các cài đặt in khác nhau, chẳng hạn như thời gian phơi sáng – thứ cũng có thể bị ảnh hưởng bởi màu sắc của nhựa.

  Không gian in

Máy in 3D FDM linh hoạt trong kiến ​​trúc, có cấu trúc khung XYZ, có cấu trúc hình tam giác và có cánh tay robot, do đó, không gian hình thành có thể được làm nhỏ hoặc lớn. Tuy nhiên, cấu trúc cơ học của các mô hình FDM kích thước lớn thường có vấn đề về độ ổn định kém và tốc độ in chậm, và rất khó để đáp ứng nhu cầu in lâu dài của người dùng.

SLA là quá trình tạo mẫu nhanh đầu tiên có thể được in giống như cách di chuyển trục quang.Tuy nhiên, do mô hình công nghiệp SLA sử dụng xi lanh nhựa xoay về phía trước có cùng độ sâu với phôi, không gian in phải được lấp đầy bằng vật liệu nhựa, có nghĩa là thiết bị phải rất lớn. Đồng thời, toàn bộ bể phải được xả mỗi lần thay đổi vật liệu.

Nền tảng in mô hình FDM (trái) Bể nhựa mô hình SLA (phải)

  Chất lượng in và độ chính xác

      Chất lượng in :

Mô hình FDM thu được bằng cách đặt vật liệu nóng chảy qua lớp đùn của vòi phun theo từng lớp và hiệu ứng bước hoàn thành là rõ ràng (kết cấu bề mặt), không phù hợp để xây dựng các chi tiết lớn. Ngoài ra, về lý thuyết, đường kính của vòi phun mô hình FDM càng nhỏ thì độ chính xác càng cao, nhưng vòi phun nhỏ và vật tư tiêu hao dễ bị chặn, do đó vòi phun càng nhỏ càng tốt.

Các mô hình SLA là  công nghiệp laser, có mô hình FDM lợi thế không thể vượt qua trong độ chính xác. Ví dụ, mô hình SLA cấp công nghiệp Aurora, độ dày của lớp có thể chính xác đến 0,05mm và chất lượng bề mặt của vật liệu nhựa cảm quang  mịn, dễ xử lý và có thể sản xuất các bộ phận và lắp ráp chính xác khác nhau với các cấu trúc phức tạp.

Kết quả in quy trình FDM (trái) và SLA (phải)

    Độ bám/ khử sau khi in:

Độ bám dính trên tấm nền in là một điều cũng cần được quan tâm khi sử dụng máy in FDM. Các đối tượng in có thể được loại bỏ tương đối dễ dàng.

Trong máy in SLA, có thể khó gỡ mô hình in ra khỏi tấm nền và thường có rất nhiều nhựa còn lại trên đó mà bạn phải gỡ bỏ bằng dao – việc này tốn nhiều công sức hơn so với máy in FDM. Nhà sản xuất máy in công nghiệp Carbon3D thậm chí đã đưa ra một ý tưởng : oxy giữ cho nhựa ở bề mặt của mô hình không bị cứng lại.

    Xử lý nguội:

Sau khi in trên máy in FDM, bạn cần loại bỏ các phần support (nếu mẫu in có phần nhô ra) và nhựa thừa bằng ngón tay hoặc dụng cụ cắt. Chà nhám giúp có được bề mặt mịn hơn.

Các mô hình được in trên máy in SLA được phủ bằng nhựa dính phải được loại bỏ trong dung dịch cồn isopropyl. Đây là lý do tại sao bạn đeo găng tay bảo hộ với hầu hết các máy in SLA – để bảo vệ ngón tay của bạn khỏi nhựa và cồn. Tùy thuộc vào kiểu máy, cũng có thể cần hỗ trợ – loại bỏ chúng dễ dàng như với máy in FDM.

   Chi phí :

Về giá cả thì công nghệ FDM có giá thành chênh lệch khá nhiều với công nghệ SLA. Từ con người, máy móc và cả nguyên vật liệu, thì FDM vẫn luôn có giá thấp hơn 3-4 lần công nghệ SLA. Đối với những người không biết bắt đầu từ đâu, thì với chi phí thấp hơn của một máy FDM có giá khoảng 5-6 triệu là có thể trải nghiệm được 1 máy in giá tầm trung với khổ nhỏ. Tuy nhiên, cũng phải làm quen khá lâu để có nhiều kinh nghiệm.

Về chất liệu, sợi FDM cũng có giá thành tương đối thấp so với các chất liệu cho công nghệ in 3D khác. Các vật liệu FDM phổ biến như ABS, PLA và các hỗn hợp khác nhau của chúng thường có giá khoảng 230.000/kg, trong khi các loại vật liệu của SLA có thể là 800.000-1.000.000/kg.   

Ứng Dụng Công Nghệ FDM và SLA

FDM:

Thường được lựa chọn khi cần in mẫu lớn như: mẫu đúc đồng, mẫu đúc composite, mô hình trang trí mỹ thuật.

Các dự án cần làm design mock-up, phải in đi in lại nhiều lần khách hàng cũng sẽ lựa chọn in FDM.

Sản xuất vỏ hộp điện tử, linh kiện nhựa, đồ gá v.v… khách hàng cũng lựa chọn công nghệ in FDM để tiết kiệm chi phí.

SLA:

Được chọn khi khách hàng cần in tạo prototype, tạo mock-up lần cuối, hoặc in các mẫu cần lắp ghép.

Với khách hàng ngành đúc, khi phải tạo mẫu có kích thước nhỏ và có độ chi tiết cao, họ sẽ chọn in SLA.

Có một số loại vật liệu điển hình, ví dụ như nhựa trong suốt, nhựa dẻo v.v… thì chỉ có công nghệ in SLA mới in được. 

Bảng so sánh thuộc tính công nghệ FDM Và SLA 

Nên chọn FDM hay SLA

• Khi nào nên sử dụng FDM
  • Tạo mẫu nhanh
  • Xây dựng mô hình giá rẻ
  • Khi không đòi hỏi độ chính xác và bề mặt hoàn thiện
• Khi nào nên sử dụng SLA
  • Khi cần các chi tiết phức tạp hay độ hoàn thiện bề mặt mịn
  • Khi độ bền của mô hình không quan trọng (mô hình được làm từ nhựa có thể bị ảnh hưởng khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời trong thời gian dài)
  • Để tạo khuôn để đúc cho sản xuất hàng loạt (ví dụ: cho các nhà sản xuất đồ trang sức hoặc đồ chơi)