Công nghệ in 3D so sánh: FDM vs. SLA vs. SLS

Tin tức  on  Tháng Mười 1, 2019  by  3DS Team

Công nghệ in 3D, giảm chi phí, tiết kiệm thời gian. Vượt qua giới hạn của quy trình chế tạo để phát triển sản phẩm. Từ ý tưởng, khái niệm và các nguyên mẫu chế thử đến tạo mẫu nhanh đồ gá. Hoặc thậm chí in 3d các chi tiết để sử dụng ngay trong sản xuất. Công nghệ in 3D cung cấp các giải pháp linh hoạt trong nhiều ứng dụng và đa ngành nghề.

Trong vài năm qua, máy in 3D độ phân giải cao có giá cả hợp lý hơn. Dễ sử dụng hơn và đáng tin cậy hơn. Do đó, công nghệ hiện có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng của nhiều doanh nghiệp hơn. Nhưng việc lựa chọn giữa các giải pháp in 3D khác nhau được xác định là một khó khăn. Khiến các doanh nghiệp phân vân làm ảnh hưởng tốc độ phát triển.

Công nghệ in 3d nào phù hợp cho ứng dụng cụ thể của bạn?

Những vật liệu in 3d nào sẵn có trên thị trường? Nên chọn thiết bị nào và đào tạo ra sao để có thể bắt đầu áp dụng công nghệ in 3d? Làm thế nào để khấu hao đầu tư ban đầu (R.O.I)?

Trong bài viết này, chúng tôi chia sẽ một cách cẩn thận về ba công nghệ in 3d vật liệu nhựa được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithography (SLA) và Selective Laser Sintering (SLS).

Theo tài liệu của hãng Formlabs USA

Fused Deposition Modeling (FDM)

FDM là phương pháp in 3D được sử dụng rộng rãi nhất ở cấp độ người tiêu dùng. Máy in 3D FDM hoạt động bằng cách nung chảy và đùn sợi nhựa nhiệt dẻo. Đầu phun chạy theo tiết diện mặt cắt được tạo bởi phần mềm cắt lớp. Bàn máy in hạ xuống hoặc vòi phun nâng lên từng lớp từng lớp trong không gian làm việc.

FDM sử dụng nhiều loại khác nhau sợi nhựa nhiệt dẻo tiêu chuẩn, chẳng hạn như ABS, PLA, TPU và các loại sợi nhựa khác. Công nghệ này rất phù hợp cho kiểm tra ngoại quan, ý tưởng, cũng như tạo mẫu nhanh. Và chi phí thấp cho các sản phẩm đơn giản.

Sản phẩm này được in trên máy in 3D FDM công nghiệp Stratasys uPrint (giá máy vào khoảng $19,900).

Bề mặt của sản phẩm in 3d bằng công nghệ FDM có các đường lớp theo kiểu "ruộng bậc thang". Có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Và có thể thể hiện không chính xác (không đầy đủ) đối với các vị trí chấu ngàm lắp ghép.

FDM có độ phân giải và độ chính xác thấp nhất khi so sánh với SLA hoặc SLS. Thế nên FDM không phải là lựa chọn tốt nhất để in 3d các thiết kế phức tạp. Các chi tiết vỏ hộp có chấu ngàm lắp ghép hoặc vách mỏng không nên in 3d FDM. Post-Processing (xử lý nguội) là cần thiết để tăng chất lượng bề mặt. Máy in 3D FDM công nghiệp sử dụng vật liệu support (tan sau khi in). Cho phép in 3d nhiều loại vật liệu nhựa và cải thiện chất lượng in, nhưng chúng cũng có giá rất cao.

Bên trái là sản phẩm in 3d FDM. Bên phải là sản phẩm in 3d SLA

Stereolithography (SLA)

SLA là công nghệ in 3D đầu tiên trên thế giới, được phát minh vào những năm 1980. Sử dụng tia laser để xử lý nhựa lỏng thành nhựa cứng trong một quá trình gọi là photopolymerization. SLA vẫn là một trong những công nghệ in 3d phổ biến nhất hiện nay. 

Sản phẩm này đã được in trên máy in SLA 3D để bàn Formlabs Form 3 (Form 3 nguyên bộ có giá khởi điểm $5,999)

Sản phẩm in 3d SLA đạt được bề mặt mịn, cạnh sắc nét và các đường lớp chỉ có thể nhìn thấy tối thiểu. Đây là một lựa chọn tuyệt vời cho các nguyên mẫu có độ chi tiết cao. Yêu cầu dung sai chặt chẽ và bề mặt nhẵn mịn, ví dụ như khuôn, hoa văn và các chi tiết có chấu ngàm chức năng. SLA được sử dụng rộng rãi từ kỹ thuật và thiết kế sản phẩm đến sản xuất, nha khoa, trang sức, chế tạo mô hình và giáo dục.

Selective Laser Sintering (SLS)

SLA hay còn gọi là thiêu kết laser chọn lọc là công nghệ sản xuất chế tạo cộng phổ biến nhất cho các ứng dụng công nghiệp.

Máy in 3D SLS sử dụng tia laser công suất cao để hợp nhất các hạt bột polymer nhỏ. Phần bột không tham gia vào tạo hình sản phẩm thì đóng vai trò nâng đỡ sản phẩm. Và được thu hồi sau khi in. Điều này làm cho SLS là lựa chọn lý tưởng để in 3d hình học phức tạp. Bao gồm các hình dạng bên trọng, undercut (côn ngược), vách mỏng. Sản phẩm được sản xuất bởi công nghệ in 3d SLS có các đặc tính cơ học tuyệt vời, với độ bền chắc tương đương phương pháp đúc, ép nhựa.

Sản phẩm này đã được in trên máy in SLS 3D để bàn Formlabs Fuse 1 (giá khởi điểm $ 19,999)

Vật liệu in 3d SLS phổ biến nhất là nylon, một loại nhựa nhiệt kỹ thuật phổ biến với các tính chất cơ học tuyệt vời. Nylon nhẹ, bền, đàn hồi cao và ổn định. Chống va đập, hóa chất, nhiệt, tia UV, nước và bụi bẩn. Là các đặc tính kỹ thuật tuyệt vời của nylon.

Sự kết hợp giữa chi phí thấp cho mỗi chi tiết in, năng suất cao và vật liệu đã được minh chứng. Làm cho SLS trở thành lựa chọn phổ biến của các kỹ sư để tạo mẫu chức năng. Và là phương án thay thế hiệu quả về chi phí cho ép nhựa truyền thống trong sản xuất loạt nhỏ.

So sánh công nghệ in 3d FDM, SLA và SLS

So sánh chi phí in và hoàn vốn đầu tư FDM, SLA và SLS

Hỗ trợ tính ROI trong đầu tư máy in 3d
Từ trái qua phải: FDM, SLA, SLS

3DS hy vọng bài viết này đã tập trung đúng vào nhu cầu tìm kiếm công nghệ in 3D tốt nhất cho đầu tư của bạn. Hãy khám phá các tài nguyên tin tức công nghệ 3d của chúng tôi. Để cập nhật thông tin thị trường in 3D, scan 3d và tìm hiểu sâu hơn về từng công nghệ và hiểu rõ các hệ thống thiết bị 3d trên thị trường.

Formlabs USA
Dịch bởi 3DS Team