5类——FDM与树脂3D打印机的区别

 

在当今的桌面3D打印市场中，两个最受欢迎的行业是熔融沉积(FDM)打印和基于树脂的打印。在本文中，咱们将深入科研两者之间的差异，包含技术、材料、优良、价格等。FDM熔融沉积

FDM 3D打印是一种特殊的3D打印技术，属于更广泛的增材制造类别“材料挤压”。顾名思义，任何属于这一类的设备都以特定的模式挤出材料以产生最后形状，FDM运用熔融塑料(有时与其他材料结合)做为挤出介质。

FDM的工作原理与热熔胶枪非常类似：将一根固体线推入热喷嘴，使其融化，并使其流动，并铺成平坦的层。以打印机为例，层内的这些运动精确地沿着坐标系的X轴和y轴方向进行。第1层沉积在打印表面，快速冷却和固化。而后在最后一层的上面添加另一层，重复这个过程，慢慢地，一层一层地构建一个3D对象。

与树脂打印区别，在实质打印过程中有各样办法，而FDM打印，热塑料挤出和沉积过程在所有设备上都相当类似。这便是为何所有FDM打印机在技术上属于同一技术。然而，当然有区别类型的FDM打印机，最流行的风格是直线打印机，又名“Cartesian”打印机。

变化最大的行业是多材料打印机，它能够在一次打印中打印多种颜色和材料。另外，有些单挤出FDM打印机能够升级，如Prusa的MMU 2S和Mosaic Palette 2S Pro。

RESIN树脂

树脂打印更像是3D打印技术的总叫作，属于增材聚合的增材制造类别。

大都数树脂打印机都有一个容器，底部是透明的、柔性的，亦被叫作为桶，里面装满了光敏树脂，当接触到紫外线时，它会固化。而后将构建平台浸入桶中，透明底部下方的光源按照特定模式固化树脂，将硬化的第1层粘合到平台上。

而后，构建板向上移动，为下一层创造空间，并准许新的树脂在前一层和大桶底部之间流动。这个新层而后经过光源固化，这个过程重复，直到完成的3D物体。

区别类型的树脂打印机的区别在于光是怎样产生和应用到树脂上的。这些技术差异寓意着以下每种类型的树脂印刷都是其自己的技术。

LCD

最容易运用的树脂印刷形式被叫作为LCD(亦叫作为MSLA)。LCD打印机运用强大的UV光源，能够一次照亮全部层。紫外线上方的液晶表示器(LCD)会选取性地阻挡并让紫外线经过。LCD表示该层的负像，仅让光经过需要固化的树脂。

据述运用这种技术有时会降低打印质量，由于LCD屏幕的分辨率将决定打印的分辨率。反过来，LCD亦是树脂印刷速度最快的类型。LCD打印机是迄今为止最便宜的树脂打印机类型，因此呢更适合初学者和兴趣者。

SLA

第1种类型的树脂打印是SLA，它表率立体光刻。

这项技术与LCD打印机非常类似，然而，运用的光源是激光。这个激光被一个能够改变反射方向的马达掌控的镜子瞄准。激光以当前层的形状在树脂上进行跟踪，就像常规的FDM 3D打印机喷嘴逐点跟踪新层同样。

这种技术一般比LCD更昂贵，由于增多了繁杂性和运动部件的数量，但它一般有高分辨率。

DLP

最后一种流行的树脂印刷技术是DLP印刷，它利用数字光处理(DLP)投影仪。该技术与LCD打印非常类似，由于它同期暴露了全部层。两者之间的区别在于光线怎样以特定的形状照射树脂。详细来讲，投影仪将图像闪烁到一组镜子上，镜子又将反射的图像引导到大桶的底部，而不需要额外的屏幕来阻挡不必要的光线。

这种打印办法是这儿说到的三种办法中最不平常的，由于它的打印质量受到投影图像分辨率的影响，一般在完成的打印上留下小像素。从“历史”的方向来看，DLP印刷能够说是从SLA到LCD印刷铺平了道路。

Compare对比01 Materials 材料

就其工作原理而言，FDM和树脂打印所运用的材料之间存在很大差异。

FDM

FDM打印材料的重点需求是它拥有热塑性基材。这些材料以长塑料线的形式显现，直径为1.75或2.85毫米，缠绕在线轴上。

最流行的一种材料叫做聚乳酸(PLA)，它是最常用的线材，由于它易于运用和高质量。这种材料几乎无气味，是对环境害处最小的3D打印材料之一。有非常多东西能够用PLA打印，包含能够与食品接触的模型。

另一种非常流行的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯改性(PETG)。这种材料与PLA类似，非常容易运用，但拥有更好的机械性能，如更高的强度和更大的柔韧性。重点的区别是PETG在245°C上下打印，而PLA在200°C上下打印。PETG适用于各样用途，包含暴露在区别天气要求下或需要更加多强度或耐久性的模型。

有些更先进的FDM材料，如ABS或碳链填充尼龙，在成功运用之前需要特殊的打印机和安全设置。这些材料一般需要比PLA更高的喷嘴温度和加热打印床，以防止材料在冷却时收缩。这些先进的材料还受益于打印区域周边的外壳。外壳不仅保持内部空气均匀，况且防止任何有害气体逸出。这些可能有非常多消极影响，从简单的难闻到对呼气系统有害。为了防止这种状况，许多带有外壳的高端设备都有内置的过滤系统，能够过滤内部空气并去除颗粒。

线材及其背面的打印技术所供给的多功能性不该被低估：木材、丝绸、大理石、透明、夜光、变色、彩虹，以及碳纤维、金属、PC、尼龙乃至回收等，寓意着FDM打印能够采取许多区别的形式和用途。一样值得重视的是，线材需要妥善储存，需要在使用前干燥，由于大都数都是吸湿的。

树脂

树脂打印机的材料选取有限，但仍然非常通用，从普通塑料到可浇注、柔性和可水洗的都有。所有树脂都储存在防紫外线的瓶子或袋子里，这般能够防止紫外线进入和接触液体，避免在运用前树脂变硬。

区别的树脂会有区别的打印设置，例如揭发时间——这亦会受到树脂颜色的影响。值得重视的是，虽然有些品牌供给更加多的颜色，但要得到多色打印，您需要单独打印部件。或，人们能够给树脂染色以得到区别的结果。所采用的工艺会影响树脂的选取。按照光的波长区别，树脂的固化方式亦区别，因此呢，必须按照打印设置检测正确的兼容性。SLA激光器一般发射约395纳米的波，而LCD和DLP打印机的波长约为405纳米。

02 Resolution & Quality 分辨率和质量

FDM和树脂打印之间最明显的区别之一是分辨率。常常在成品打印的质量和分辨率上有所区别，这些原因包含从整体外观到小细节的质量，但亦包含强度等机械原因。

FDM

因为FDM打印机运用熔融塑料层来创建模型，因此呢结果常常不太精确和准确，由于材料一般以0.4毫米宽的线条沉积。与树脂印刷相比，实质的层亦很大，每层从0.1到0.35毫米不等。该层高度在所有表面上创建可见的线条，并且经常阻止fdm打印的部件被用作最后模型。为认识决可见层线的问题，成品印刷品能够运用溶剂蒸汽打磨乃至平滑。这些办法能够使FDM打印看起来完全光滑，但需要时间和技巧来做得好，亦会淡化小的表面细节。

成品的另一个质量是它们的强度。在这个周期，FDM一般比树脂打印性能更好，并且按照所运用的材料，受某些打印设置的影响。例如，运用高填充率，适当的填充模式和增多壁厚将使零件更坚固，但反过来，打印时间将增多。

树脂

另一方面，树脂打印机一般创建更高细节的模型。出于这个原由，树脂打印非常适合微缩模型或高细节模型，值得额外的奋斗。因为该技术，层的高度非常小，范围从10微米(0.01毫米)到100微米(0.1毫米)。标准层高度为50微米(0.05毫米)，约为FDM打印的四分之一。XY分辨率亦在这个范围内。这种微小的层高度能够打印出令人难以置信的细节和高质量的物体，完成的打印一般无层本身的迹象，而是看起来像一起光滑的固体塑料。

完成的印刷品亦能够用砂纸打磨，以达到更大的平滑度，但这一步在大都数状况下是不必要的，由于层已然很小了。

当谈到强度时，坚韧的树脂产生的打印部件一般比FDM更强。

03 Speed 速度

FDM和树脂打印的另一大区别是打印速度。这取决于许多原因，包含所运用的特定技术和打印设置。

FDM

FDM打印机完成打印所需的时间重点取决于打印对象的体积，以及所选取的层高度、填充和速度。简单地说，项目越大，层高度越小，打印时间越长，反之也然。

另一个影响打印时间的设置是填充的密度。填充物的密度越高，打印机需要铺设的长丝就越多，打印时间亦就越长。

树脂

当触及到树脂打印时，打印时间更直接有些。对于LCD和DLP打印，无论每层硬化多少树脂，因为全部层在2到10秒内固化，层固化速度火速。运用SLA设备，打印时间显著更长，由于激光需要移动到每一个点。

影响打印时间的其他变量包含z轴高度、层高度以及打印机上下移动打印床以进行下一层所需的时间。

假设运用LCD打印机，树脂打印能够说在大都数状况下比FDM打印快得多。

04 Ease of Use 易用性

3D打印机的易用性是初学者和高级用户都关心的问题，在各样FDM和树脂技术中有许多优良和挑战。

FDM

FDM打印机一般易于运用，因此呢对初学者非常友好。加载线材后，起始打印是几乎所有需要做的事情。打印完成后，它应该很容易去除，并且在大都数状况下能够立即按预期运用。

有些印刷品，如水密容器，可能需要非常精确的设置或某种形式的涂层才可使它们完全准备好运用。如上所述，后期处理可能是必需的。

当然，FDM打印机仍然存在有些问题，包含串线、翘曲和象脚。FDM设备一般需要更加多的守护和校准，以防止这些问题的出现。

树脂

与FDM打印相比，树脂打印需要更加多的安全性和成功。

首要，树脂是有毒的，这寓意着触摸它是不安全的，吸入它的蒸汽亦是不安全的。因为这种危险，在完全固化之前处理树脂和印刷品时需要手套和口罩。

所有树脂打印机的一个关键特点是，她们有一个罩，覆盖构建区域和树脂缸。这些引擎盖一般是透明的橙色或红色塑料。它们的重点功效是防止紫外线照射到缸中未固化的树脂，并守护旁观者的眼睛免受打印机中紫外线的损伤。另外，引擎盖是为了防止有毒和经常难闻的烟雾扩散。

树脂装入设备的缸后，印刷过程相对简单。然则刚从打印机中取出的打印件仍然覆盖着未固化的树脂。这种树脂需要用溶剂洗掉，在大都数状况下是异丙醇。

而后，印刷品需要在专用灯或太阳等紫外线光源下完全固化，以使其达到最后状态。

在所有这些过程完成后，此刻能够正常处理打印，再也不有毒。这些额外的过程寓意着树脂3D打印拥有更高的学习曲线，因此呢它不必定像FDM打印那样对初学者友好。

另外，全部工作空间亦必须更大，并配备额外的用品和设备(用于固化和洗涤)。树脂打印机有有些引起打印失败的平常问题，但这些问题一般比FDM打印机更易处理。最大的失败点是固化层不可粘在构建板上。

05 Price 价格

另一个决定原因是两种打印机的价格。

两者都能够以相对便宜的价格得到，设备的价格在200美元上下，但随着尺寸和质量的增多，树脂打印机比FDM打印机更贵。

当触及到FDM时，有200美元以下、300美元以下和500美元以下的不错选取，尽管哪些构建量很强的可能会有点贵。

虽然有优秀的树脂打印机，但针对很强的，价格最少是很强的FDM打印机的两倍。例如，大型树脂打印机Phrozen Sonic Mega 8K S的成本约为1,600美元，构建体积为330 x 185 x 300毫米。相比之下，像Anycubic Kobra 2 Max这般的FDM打印机的成本仅为570美元，构建体积为420 x 420 x 500毫米。

除了打印机本身，树脂设备的守护花费亦会更高。LCD树脂打印机在运用约2000小时后需要更换新的屏幕，屏幕的价格取决于尺寸。

另一方面，虽然在业余兴趣者市场不太平常，DLP打印机供给约20,000小时的运用。同期，FDM打印机的守护成本一般是微不足道的，由于有非常多包袱得起的更换部件。

END

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