FDM 대 SLA - 3D 인쇄 프로세스 분석

적층 제조라고도 하는 3D 프린팅은 디지털 파일을 단단한 3차원 물체로 변환하는 데 사용되는 많은 프로세스 중 하나를 설명하는 데 사용됩니다. 3D 프린터는 물리적 개체가 형성될 때까지 파일의 단면 모양을 추적하면서 연속적인 재료 레이어를 반복적으로 쌓거나 융합합니다.

FDM(Fused Deposition Modeling) 및 SLA(Stereolithography)는 전문가와 애호가 모두에게 필요한 3D 프린팅 방법으로 프로토타입, 일반 부품 제조 및 단기 제조에 상당한 설계 유연성을 제공합니다. 둘 다 유사한 부품 결과를 생성할 수 있지만 작업에 가장 적합한 3D 프로세스와 재료를 선택할 때 세부 사항이 항상 중요합니다.

FDM에서는 용융된 열가소성 수지를 빌드 플랫폼으로 압출하여 3D 모양이 형성될 때까지 레이어 상단에 레이어를 융합합니다. FDM 필라멘트는 생분해성 PLA 플라스틱에서 견고하고 충격에 강한 케블라 보강재에 이르기까지 다양하므로 프로토타입에서 산업용 도구 및 고정구에 이르기까지 모든 분야에 매우 다용도로 사용할 수 있습니다. FDM 3D 프린터는 또한 사용자 정의가 가능하므로 점점 더 많은 재료를 수용할 수 있도록 인쇄 설정과 하드웨어 추가 기능을 더 많이 선택할 수 있습니다. SLA를 사용하면 UV 레이저 또는 광 프로젝터가 물체의 각 슬라이스 층을 연속적으로 추적하여 3D 모양이 형성될 때까지 감광성 수지 층을 경화된 플라스틱으로 경화시킵니다.

FDM

FDM의 장점

거의 모든 산업 또는 응용 분야의 요구 사항을 충족하는 다양한 FDM 열가소성 수지 및 필라멘트 유형이 있습니다. FDM 3D 프린터는 SLA 프린터보다 빌드 볼륨이 더 크기 때문에 바로 사용할 수 있는 전체 크기의 부품 및 모델을 프로토타이핑하는 것 외에도 특정 단기 적층 제조 작업을 수행할 수 있습니다.

기존 필라멘트는 내산성 및 내화학성, 낮은 마찰 및 높은 강도와 ​​같은 통합 기능으로 계속 진화하고 있습니다. 최신 FDM 필라멘트에는 폴리카보네이트 및 탄소 섬유와 같은 잘게 잘린 섬유 혼합물이 포함되어 있어 강하고 가벼우며 치수가 안정적인 부품을 생산합니다. FDM 3D 프린트는 클래식 자동차의 작은 교체 부품부터 항공우주 회사의 도구 및 고정 장치에 이르기까지 다양하므로 기계적 기능과 성능이 필요한 물체에 더 적합합니다. Markforged의 산업용 시리즈 X7 프린터와 같은 일부 FDM 프린터는 50미크론 레이어 높이로 인쇄할 수 있어 일반적인 FDM 동작을 극복하고 눈에 보이는 레이어가 최소화되거나 전혀 없는 부품을 생산하고 매끄럽고 고른 마감 처리가 가능합니다.

Markforged의 데스크탑 또는 산업용 시리즈 프린터를 사용하면 올바른 재료, 설정 및 하드웨어 선택과 같은 구성 요소가 이미 준비되어 있으므로 박리, 올바른 인쇄 속도 및 잘못된 필라멘트 증착을 방지하기 위해 사용자 구성이 필요하지 않습니다. 부품이 인쇄에 적합한 후보인지 확인하는 것은 여전히 ​​프로세스의 일부이지만 성공적인 인쇄를 위해 온도나 속도를 조정할 필요는 없습니다.

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FDM의 단점

일반적으로 FDM의 낮은 인쇄 해상도로 인해 프로세스의 표면 "레이어 선"이 가끔 표시됩니다. 심지어 미세한 세부 설정에서도 마찬가지입니다. "리빙"이라고도 하는 SLA 인쇄물의 매끄러운 표면에 필적할 만한 추가 연마 및 샌딩이 필요합니다. 표면 디테일에 중점을 두지 않고 고강도 프로토타입을 제작하는 경우 문제가 되지 않습니다.

일반적으로 FDM 3D 프린팅 공정은 온도 변동에 취약하여 열가소성 필라멘트 재료가 더 느리거나 빠르게 냉각되고 표면 박리(층 분리, 뒤틀림)를 유발합니다. FDM 프로세스에는 상당한 수의 움직이는 부품이 필요하며 모두 함께 작업하여 개체를 형성합니다. 프린트 헤드, 압출 시스템 또는 핫 엔드 어셈블리와 관련된 모든 문제는 궁극적으로 인쇄 도중 문제로 이어집니다. 따라서 3D 모델을 준비하고 슬라이싱할 때 인쇄 설정, 하드웨어 및 재료 사양에 주의를 기울여야 합니다.

SLA

SLA의 장점

SLA 3D 프린트는 25미크론의 작은 해상도를 달성할 수 있어 FDM과 비교할 수 없는 매끄럽고 상세한 표면 마감이 가능하고 사출 성형 부품과 유사합니다. 프리젠테이션 또는 "작업 증명" 개념 모델, 유기적 구조, 복잡한 형상이 있는 부품, 인형 및 기타 고유한 형태의 프로토타입에 가장 적합합니다.

UV 레이저의 믿을 수 없을 정도로 정확한 경화 프로세스 덕분에 SLA 3D 프린트는 더 엄격한 치수 허용 오차를 제공합니다. 이는 층을 융합하는 동안 열팽창이 없기 때문에 보석 기둥, 의료 임플란트, 복잡한 건축 모델 및 기타 작은 구성 요소와 같은 매우 정확한 프로토타입에 이상적입니다.

SLA의 단점

경화된 수지 재료의 취성 특성으로 인해 기계적 응력 또는 주기적인 하중을 받는 부품에는 엔지니어링 등급 SLA 수지 공식만 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 대부분의 표준 수지는 화장품 프로토타입과 같이 프리젠테이션 목적으로 사용되는 섬세하고 상세한 구조에 이상적입니다. 오늘날 시장에는 폴리카보네이트, 나일론 또는 기타 거친 FDM 재료와 같은 필라멘트와 비교할 수 있는 강도 및 기계적 성능이 있는 SLA 수지가 없습니다.

SLA 3D 인쇄 수지는 일반적으로 FDM 3D 인쇄 필라멘트 스풀보다 비용이 더 많이 들고 수지 단위당 부품 수량이 적습니다. FDM 3D 프린터와 비교할 때 빌드 볼륨이 상당히 작으며 볼륨 작업에는 적합하지 않습니다.

FDM 대 SLA

첫 번째 단계는 항상 작업에 가장 적합한 도구를 결정하는 것입니다. FDM과 SLA는 모두 장단점이 있으며 완전히 다른 작업을 수행하거나 다중 부품 어셈블리 빌드와 함께 사용할 수 있습니다. 훌륭한 기능 디자인 프로토타입을 만들려는 경우 SLA가 더 나은 옵션입니다. 그렇지 않으면 FDM은 설계에서 제조, 유지보수에 이르기까지 생산 프로세스 전반에 걸쳐 부품에 대해 더 다재다능해질 것입니다.