Самые быстрые 3D-принтеры: Сравнение скорости FDM, SLA и SLS печати

Поскольку все больше компаний обращаются к 3D-печати не только для быстрого прототипирования, но и для производства, скорость и производительность 3D-печати становятся важнейшими критериями выбора технологии. Высокоскоростная 3D-печать, снижая затраты, время производства, длительность цикла разработки и сложность процессов, идеально подходит для повышения производительности и помогает компаниям быстрее выводить продукты на рынок. Скорость является важным фактором для профессионалов в самых разных отраслях: от машиностроения и дизайна продукции до автомобилестроения, стоматологии, медицины и образования.

Моделирование методом наплавления (FDM), стереолитография (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS) — три самых популярных типа 3D-принтеров на рынке. Каждый процесс имеет различные сильные и слабые стороны с точки зрения скорости (время, необходимое для печати одной детали) и производительности (общие производственные возможности данного 3D-принтера за определенный период).

На сегодняшний день самыми быстрыми 3D-принтерами являются маскированные стереолитографические (MSLA) смоляные 3D-принтеры. Почти во всех случаях они предлагают самое короткое время получения детали, а их производительность может быть сравнима с SLS-принтерами. Как правило, FDM-принтеры относительно быстры для небольших деталей и простых форм, не требующих длительной постобработки, но их общая производительность значительно ниже, чем у SLA и SLS. SLS-принтеры печатают отдельные детали дольше, но они могут эффективно упаковывать детали на платформе, достигая наивысшей общей производительности.

Это сравнение скоростей 3D-печати обсудит преимущества и ограничения каждой из наиболее распространенных технологий в контексте скорости. Мы также рассмотрим, как эти технологии позволяют ускорить печать в зависимости от различных факторов, таких как материал или особенности дизайна.

Хотя скорость и производительность являются важными критериями при покупке, они не всегда самые главные. Для комплексного руководства по выбору, включающего сравнение по качеству печати, материалам, применению, рабочему процессу, стоимости и многому другому, чтобы помочь вам решить, какая технология идеально подходит для вашего бизнеса, ознакомьтесь с нашим подробным сравнением FDM vs. SLA vs. SLS.

Сравнительная таблица самых быстрых 3D-принтеров

Сравнение скорости печати на реальных примерах

Пример 1: Корпус игрового контроллера

*Используемое оборудование и настройки: Bambu Lab X1 (FDM), Form 4 (SLA), Fuse 1+ 30W (SLS).*

Пример 2: Электроразъем

*Используемое оборудование и настройки: Bambu Lab X1 (FDM), Form 4 (SLA), Fuse 1+ 30W (SLS).*

Вывод: Для одиночных деталей и малых серий SLA-технология (особенно MSLA) демонстрирует подавляющее преимущество по скорости.

Скорость печати по технологиям: Детальный разбор

FDM (Моделирование методом наплавления)

Скорость FDM-печати ограничена процессом экструзии и мощностью двигателей. Ускорение процесса может привести к ухудшению механических свойств и точности.

• Зависимость от размера: Большие детали по осям X/Y печатаются дольше, так как экструдеру нужно пройти большее расстояние.

• Влияние компонентов: Различные сопла, столы и экструдеры влияют на скорость.

• Влияние заполнения: Большая плотность заполнения увеличивает время печати.

• Постобработка: Требует много времени и труда для сглаживания поверхности.

SLA (Стереолитография)

Самые быстрые принтеры в этом классе — MSLA (например, Formlabs Form 4). Они используют мощный источник света и продвинутую оптику для практически мгновенного отверждения целого слоя смолы.

• Скорость не зависит от количества деталей: Так как весь слой засвечивается сразу, разница в скорости между одной деталью и полностью загруженной платформой минимальна.

• Высокое качество даже на высокой скорости: Благодаря точному контролю света, детали сохраняют высокое разрешение и гладкость поверхности даже при большей высоте слоя.

• Автоматизируемая постобработка: Промывку и отверждение можно автоматизировать с помощью специальных станций.

Пример: Form 4 с материалами вроде Fast Model Resin может печатать со скоростью свыше 100 мм/ч, завершая большинство сборок менее чем за 2 часа.

SLS (Селективное лазерное спекание)

SLS-принтеры используют мощный лазер для спекания порошка, что быстрее, чем движение экструдера в FDM, но медленнее, чем засветка всего слоя в MSLA.

• Время печати одной детали больше, но общая производительность — высочайшая. Это связано с возможностью плотной упаковки деталей по всему объему камеры, поскольку порошковая подложка выполняет роль поддержек.

• Время охлаждения: После печати камера должна медленно остывать, что увеличивает общее время получения деталей.

• Эффективная постобработка: Не требует удаления поддержек, а очистка и обработка деталей могут быть легко автоматизированы.

Пример: Полностью загруженная задача на Fuse 1+ 30W может быть напечатана за ночь, а остывание завершится в течение дня, обеспечивая получение деталей в кратчайшие сроки.

Какие факторы влияют на скорость 3D-печати?

1. Размер детали: Высота (ось Z) напрямую влияет на все технологии. Площадь (оси X/Y) сильно замедляет FDM, но почти не влияет на MSLA/DLP.

2. Разрешение (Высота слоя): Меньшая высота слоя увеличивает время печати для всех технологий. В FDM это сильно сказывается на качестве, в SLA — компромисс менее выражен.

3. Материалы:

   • FDM: PLA и PETG — быстрые; ABS, нейлон — медленнее; TPU — значительно медленнее.

   • SLA: Прозрачные и "быстрые" смолы (с высоким содержанием фотоинициаторов) печатаются быстрее. Гибкие и высоковязкие смолы — медленнее.

   • 

   • SLS: Все материалы, включая нейлон и TPU, печатаются с сопоставимой скоростью.

4. Сложность модели: Наличие поддержек увеличивает время печати и постобработки в FDM и SLA. В SLS поддержки не нужны, поэтому сложность модели не замедляет процесс.

Заключение

3D-печать удовлетворяет потребности проектных команд в быстрой итерации дизайнов, оптимизации процессов и даже производстве конечных продуктов. Высокоскоростная печать с такими технологиями, как SLA (MSLA) и SLS, позволяет значительно сократить циклы разработки и производства.

• Выбирайте SLA, если вам критически важны максимальная скорость, высокое качество поверхности и точность для единичных деталей и малых серий.

• Выбирайте SLS, если ваша цель — максимальная производительность при полной загрузке платформы и создание функциональных деталей сложной формы без поддержек.

• Выбирайте FDM, если низкая стоимость и простота использования в приоритете, а требования к скорости, точности и качеству поверхности умеренные.