Stampa 3D: resina vs filamento

Quando stai cercando di investire in una stampante 3D in plastica per la tua azienda o da utilizzare a casa, sono disponibili alcune tecnologie di stampa 3D. Per le piccole imprese o gli utenti domestici, le stampanti a filamento / FDM entry level sono un'opzione, ma anche le stampanti 3D in resina. Per le aziende di medie e grandi dimensioni, esiste un'ampia gamma di opzioni industriali per la produzione di parti in plastica con getto, SLS, stampa 3D in resina (come DLP, SLA e MSLA) e stampa 3D a filamento/FDM. Crealityexpert.com ha fatto un ottimo confronto tra la resina entry level e le stampanti 3D a filamento.

 

Stampa 3D FDM di resina vs filamento

Per scegliere quale tecnologia di stampa è la migliore per te, è importante sapere che tipo di parti e lavorazioni vuoi eseguire tu stesso. Ogni tecnologia è uno strumento diverso pensato per un lavoro diverso. Ci sono compromessi tra stampanti 3D a filamento e resina. In questo articolo puoi imparare i compromessi e saperne di più sulle opzioni di stampa 3D entry level che si adattano meglio alla tua applicazione.

 

Immagine di Formlab: Stampante 3D a filamento FDM a sinistra e stampante 3D in resina SLA a destra.

 

Le basi del filamento FDM e della stampa 3D in resina

I filamenti utilizzati nella stampa 3D sono i termoplastici, che sono materie plastiche che si sciolgono piuttosto quando vengono riscaldate. I termoplastici possono essere modellati e modellati quando sono caldi e solidificano quando sono raffreddati. Il filamento viene alimentato in una camera di riscaldamento nel gruppo estrusore della stampante, dove viene riscaldato fino al punto di fusione e quindi estruso attraverso un ugello metallico. Quando l'assieme estrusore si muove, traccia un percorso programmato in un file oggetto 3D per creare, strato dopo strato, l'oggetto stampato.

Le stampanti in resina formano parti di resina liquida che si indurisce e si solidifica quando viene esposta ai raggi UV. Simile alle stampanti a filamento, le stampanti a resina costruiscono parti a strati. La differenza è che si solidifica quando una parte viene esposta alla luce. Ogni fetta a un modello di luce UV solidifica la resina nelle posizioni desiderate. Ci sono tre tipi di comuni stampanti 3D in resina, DLP (elaborazione digitale della luce), SLA (stereolitografia) e MSLA (microstereolitografia. Queste tecnologie differiscono nel modo in cui polimerizzano la resina. Una stampante 3D DLP utilizza un chip DMD e un proiettore (sostanzialmente come i vecchi proiettori dia) per polimerizzare un intero strato in una volta.

Le stampanti SLA utilizzano un laser che traccia un percorso attraverso la resina. Nel punto in cui il laser colpisce la resina, la resina si indurisce e si solidifica. Dall'esterno, queste stampanti sono molto simili. Dall'aumento della stampa basata su LCD (MSLA), i prezzi dei sistemi di stampa 3D a base di resina sono scesi al livello delle stampanti FDM. Ecco perché la maggior parte delle stampanti a resina a basso costo utilizza quasi la stessa tecnologia LCD/MSLA.

Quando consideri quale di questi tipi di stampanti 3D acquistare, devi prima pensare al tipo di parti che intendi realizzare. Le stampanti a filamento funzionano bene per la produzione di parti con proprietà termoplastiche e sono spesso parti più grandi. Le stampanti in resina eccellono nella produzione di dettagli fini e possono stampare in modo molto più preciso su piccole parti, ma utilizzano resina termoindurente. Ci sono alcuni fattori più importanti da considerare quando si sceglie quale di queste tecnologie è la migliore per le proprie esigenze specifiche.

 

Qualità di stampa della resina rispetto alle stampanti 3D a filamento

Le stampanti a resina sono note per la loro qualità superficiale superiore, sia nei piccoli dettagli sulle stampe che per la produzione di modelli con linee di livello quasi prive di visibili. Per fare un confronto, ogni strato su una stampante a resina ha in genere uno spessore di 25-100 micron, mentre gli strati di una stampante a filamento hanno in genere uno spessore di 100-300 micron. Anche quando si stampa con uno spessore dello strato di 100 micron su entrambe le tecnologie, le parti stampate in resina 3D sono molto più dettagliate e precise.

Le stampanti in resina sono in grado di catturare dettagli molto fini perché la risoluzione di ogni strato è definita dalla dimensione dei pixel sullo schermo LCD, che sono in genere nell'intervallo di 50 micron per le stampanti 3D MSLA di consumo. Per alcune stampanti specializzate come la Phrozen Sonic Mini 8K, la dimensione dei pixel è ancora più piccola a 22 micron. Per la stampante a filamento la risoluzione è limitata dalla dimensione dell'apertura nell'ugello in cui viene depositato il materiale fuso, che è tipicamente di 0.4 mm (400 micron). È possibile installare ugelli più piccoli su stampanti a filamento, ma gli ugelli più piccoli praticabili sono ancora 200 micron. Un tale ugello aumenterà anche significativamente il tempo di stampa per la stampante a filamento secondo CrealityEsperti.

 

Immagine di Formlab: Stampante 3D a filamento FDM a sinistra e stampante 3D in resina SLA a destra.

Se stai cercando di realizzare oggetti dettagliati come mini-figure, parti di gioielli, applicazioni dentali o parti in cui l'elevata precisione è fondamentale, le stampanti a resina sono un'ottima scelta.

Velocità di stampa della resina rispetto alla stampa 3D del filamento FDM

Con le impostazioni tipiche, le stampanti a filamento possono produrre singoli oggetti abbastanza velocemente. Se si aggiungono più oggetti al piano di stampa, il tempo di stampa aumenterà proporzionalmente. Questo perché l'ugello deve tracciare ogni parte individualmente. Le stampanti a resina come le stampanti MSLA e DLP possono stampare più parti con lo stesso tempo di stampa di un singolo oggetto. Il Display LCD e DLP ogni livello per un periodo di tempo fisso, indipendentemente dal numero di parti che stai stampando. In questi casi, la resina può essere spesso sostanzialmente più veloce nei casi in cui sono necessarie molte parti.

 

Resina di durabilità delle parti stampate vs filamento FDM

Le parti stampate dal filamento utilizzano materiali termoplastici con le loro note proprietà termoplastiche. Oltre al PLA generalmente utilizzato, puoi utilizzare materiali alternativi come PETG e ABS che offrono una maggiore resistenza e resistenza al calore/UV per le parti utilizzate all'esterno. Le parti stampate da una stampante 3D FDM hanno una resistenza sostanzialmente inferiore quando le forze agiscono attraverso gli strati. Ciò significa che la forza nell'asse Z è solitamente molto più debole rispetto alla forza nella direzione XY. Pertanto è fondamentale considerare l'orientamento delle parti maximprimere la forza.

Le stampe in resina standard sono piuttosto fragili e in genere non sono preferite per le parti funzionali che saranno esposte a una forza sostanziale o all'invecchiamento. Inoltre, per le resine standard, l'esposizione alla luce solare fa sì che le stampe si indeboliscano nel tempo. Per le applicazioni esterne è importante selezionare le resine giuste in grado di resistere all'invecchiamento UV. Inoltre, è importante leggere la scheda tecnica di ciascun materiale per comprenderne le proprietà.

 

Aumenta il volume e la velocità di stampa in resina rispetto alla stampa 3D con filamento FDM.

Quando stai cercando di stampare parti di grandi dimensioni, le stampanti a filamento hanno un vantaggio. Stampanti 3D FDM entry-level come il Creality Ender 3 avere un volume di costruzione di 220 x 220 x 250 mm. Un modello più grande, il Creality XR-10 Max ha anche un volume di stampa di 450 x 450 x 475 mm. Per le stampanti FDM a filamento è più facile sviluppare un volume di costruzione maggiore e trovare stampanti più grandi.

Le stampanti 3D in resina entry-level hanno un volume di costruzione più piccolo. Stampanti entry level come la Elegoo Mars 2 può stampare fino a 129 x 80 x 160 mm. Stampanti in resina di grande formato come la Elegoo Saturn sono 192 x 120 x 150 mm e sono ancora sostanzialmente più piccole anche delle stampanti a filamento entry level. Sono disponibili anche modelli più grandi come il Phrozen Sonic Mega 8K, Elegoo Jupiter, Anycubic Photon M3 Max e la Peopoly Phenom Prime.

I volumi di costruzione di queste stampanti sono:

Anycubic Photon M3 Max           300 * 164 * 298 millimetri

Elegoo Jupiter                             278 * 156 * 300 millimetri

Phrozen Sonic Mega 8K              330 * 185 * 400 millimetri

Peopoly Phenom Prime               276 × 155 x 400 mm

 

Facilità d'uso e post-elaborazione resina vs filamento

Le stampanti 3D in resina sono semplici da configurare, la resina fotopolimerica può aggiungere alcune complicazioni. È importante notare che la resina liquida è una sostanza chimica. È importante leggere la scheda di sicurezza prima di utilizzare una nuova resina. La SDS indicherà anche ai DPI di utilizzare, come indossare guanti ogni volta che c'è la possibilità di entrare in contatto con la resina. Inoltre, alcune resine possono avere un odore distinto e si consiglia di tenere le stampanti 3D in resina in un'area ben ventilata. L'odore della resina varia da resina a resina. La maggior parte delle resine economiche sono formulate da blocchi di costruzione economici che possono essere piuttosto maleodoranti. Maggior parte Liqcreate le resine non hanno/poco odore. Invia una mail a info@liqcreate.com per saperne di più su questo

 

La stampa 3D in resina richiede sempre la post-elaborazione, mentre questa è opzionale per la stampa su filamento FDM. Le stampe completate hanno resina fotopolimerica liquida rimanente sulla superficie una volta terminate. Avrai bisogno di lavare e post-polimerizzare le parti stampate in resina. I solventi di lavaggio possono essere alcol isopropilico (IPA), etanolo o Liqcreate resin cleaner. Il solvente si saturerà di resina e diventerà inefficace dopo averlo usato alcune volte. Quando l'efficacia diminuisce, si consiglia di rinnovare il solvente di lavaggio e di smaltirlo secondo le normative locali.

 

Le stampanti a filamento sono più facili da usare una volta configurate. Tutti i materiali possono essere maneggiati in sicurezza senza protezione e per la maggior parte delle stampe non è richiesta alcuna post-elaborazione. Dopo la stampa, le strutture di supporto devono essere rimosse e un'ulteriore post-elaborazione è facoltativa. Ad esempio, puoi levigare le parti stampate in ABS in 3D spruzzando acetone sulla superficie. Leggi le istruzioni prima di provarlo perché riduce anche la precisione!

Immagine di All3DP.com: levigatura della superficie delle parti stampate in 3D con filamento ABS.

 

Costo della resina rispetto alla stampa 3D del filamento FDM

Anni fa l'acquisto di una stampante 3D in resina era molto più costoso rispetto a una stampante 3D a filamento. Con l'introduzione delle stampanti 3D in resina MSLA a basso costo basate su LCD, la situazione è cambiata. Grazie a questa tecnologia, le stampanti 3D in resina economiche di livello base hanno un prezzo nella stessa gamma delle stampanti 3D a filamento di livello base. Hai molte opzioni quando cerchi una stampante 3D in resina economica o una stampante 3D a filamento economica. CrealityEsperti ha fatto un confronto tra la resina entry-level e le stampanti 3D a filamento FDM. Guarda i loro confronti fianco a fianco.

Stampanti 3D a filamento e resina entry level

Immagine di CrealityEsperti: le stampanti 3D entry-level a resina e filamento, la Creality Ender 3 a sinistra e Elegoo Mars sulla destra.

 

Stampanti 3D a filamento e resina di fascia media/dimensioni

Immagine di CrealityEsperti: le stampanti 3D entry-level a resina e filamento, la Creality CR10S Pro a sinistra e Elegoo Saturn sulla destra.

 

 

Stampanti 3D a filamento e resina di grandi dimensioni

Immagine di CrealityEsperti: le stampanti 3D entry-level a resina e filamento, la Ultimamaker S3 a sinistra e Peopoly Phenom Prime sulla destra.

 

Stampanti 3D industriali a resina e filamento

Stratasys ha recentemente lanciato la sua stampante 3D FDM industriale, la F123. Le stampanti della serie F123 combinano funzionalità di livello industriale con un funzionamento semplice. Non richiedendo competenze speciali, le stampanti F123 offrono la stampa 3D in fibra di carbonio, cambi di materiale facili e veloci e calibrazione automatica per risultati accurati e affidabili. Ha un volume di costruzione fino a 355 x 254 x 355 mm e più di 8 filamenti industriali disponibili. La macchina più piccola (con un volume di costruzione più piccolo e 2 materiali disponibili) ha un prezzo iniziale di $ 20.000 secondo Rivista TCT.

Immagine di 3Dprintingindustry.com: La nuova serie Stratasys F123 di stampanti 3D a filamento FDM.

Sono disponibili anche stampanti 3D industriali in resina, ad esempio la Nexa3DNXE400. Con un volume di costruzione di 275 x 160 x 400 mm, ottimizzazione intelligente e la rivoluzionaria tecnologia brevettata LSPc (Lubricant Sublayer Photocuring) di Nexa3D, la stampante 400D fotopolimerica NXE 3 è perfetta per qualsiasi applicazione.

 

Costi correnti in resina e stampa 3D FDM

Secondo CrealityEsperti: È importante considerare la riduzione totale della proprietà di una stampante 3D, perché i costi correnti possono essere una parte più consistente del costo totale rispetto al prezzo di acquisto della macchina stessa. La maggior parte dei costi correnti sono i materiali utilizzati per realizzare le parti: il filamento o la resina.

Nel complesso, il costo della resina è più alto per chilogrammo, ma probabilmente ne utilizzerai meno con una stampante in resina a causa delle sue dimensioni ridotte. Se hai intenzione di stampare parti più grandi sulla tua stampante a resina, puoi ridurre l'utilizzo di resina rendendo le parti cave e includendo un foro di drenaggio per consentire alla resina inutilizzata nella cavità centrale di defluire. Inoltre è necessario contare i costi dei solventi di lavaggio e si consiglia vivamente di acquistare un'unità di lavaggio e un'unità di polimerizzazione per ottenere i migliori risultati. Per le stampanti a filamento, le parti utilizzano in genere un motivo di riempimento a rete, che consente di risparmiare materiale.

I costi aggiuntivi per la stampa 3D in resina sono la pellicola FEP sul fondo del serbatoio della resina e, occasionalmente, un nuovo schermo LCD quando la stampante utilizza la tecnologia MSLA. Per la stampa 3D del filamento, l'estrusore che spinge il filamento e l'estremità calda che lo scioglie prima di depositarlo sulla parte sono generalmente le prime parti che devono essere sostituite. Le stampanti a filamento FDM richiedono una manutenzione leggermente maggiore, ma le differenze sono minime.

Con tutte queste informazioni, ci auguriamo che tu possa avere abbastanza know-how tecnico per decidere quale tecnologia di stampa è la migliore per te. Se hai domande o commenti, non esitare a inviare una e-mail a info@liqcreate.com.