FDM или фотополимерная печать: что выбрать для прототипов и мелкой серии

Два способа построить деталь из слоёв

Международный стандарт терминов аддитивного производства ISO/ASTM 52900 делит технологии на семь групп. Две самые распространённые в мастерских относятся к разным группам.

От принципа зависит всё остальное: детализация, прочность, размер деталей и то, что придётся делать с ними после печати.

Сравнение по главным параметрам

Для наглядности в таблице сравниваются общие свойства технологий и два современных настольных принтера: FDM-модель Prusa CORE One+ и фотополимерный Formlabs Form 4.

Цифры по детализации, поверхности и типичному полю взяты из сравнения, которое публикует Formlabs. Производитель фотополимерных принтеров здесь заинтересованная сторона, поэтому значения стоит воспринимать как ориентир, а не как гарантию для любого принтера. Характеристики конкретных моделей — из их официальных страниц.

Когда выбирать FDM

FDM-принтер — рабочая лошадь цеха. На нём печатают то, что должно держать нагрузку, вставать на место и не стоить дорого: корпуса электроники, кронштейны, кондукторы и шаблоны для сборки, захваты для роботов, заглушки, детали для ремонта оборудования. Большинство инженерных пластиков доступны именно в виде нити, а принтер с закрытой камерой вроде CORE One+ печатает и капризные к температуре ABS, ASA и полиамид.

Анизотропию надо учитывать ещё на этапе раскладки детали. Кронштейн, напечатанный «стоя», ломается по слою при меньшей нагрузке, чем такой же кронштейн, напечатанный «лёжа», когда нагрузка идёт вдоль слоёв.

Когда выбирать фотополимер

Фотополимерный принтер берут, когда важен внешний вид и точность мелочей: мастер-модели для литья в силикон, ювелирные восковки, стоматологические модели, мелкие корпуса с защёлками, детали с текстурой и надписями. Formlabs сообщает, что больше 99% поверхности детали на его принтерах укладывается в 100 мкм от модели, а детали получаются герметичными даже под высоким давлением.

Мелкая серия: где граница

Для партии из десятков и сотен одинаковых деталей главный вопрос — сколько штук помещается в одну печать и как растёт время.

У FDM-принтера сопло обходит каждую деталь по очереди, поэтому десять деталей печатаются примерно в десять раз дольше одной. У LCD- и DLP-принтеров весь слой засвечивается сразу, и время слоя одинаково для одной детали и для полной платформы. Поэтому мелкие изделия вроде фурнитуры, заглушек, ювелирных заготовок выгоднее печатать фотополимером: платформа заполняется плотно, и за ночь выходит целая партия.

Для крупных деталей картина обратная. Если в поле фотополимерного принтера помещаются одна-две детали, а смола стоит в несколько раз дороже нити, FDM обычно оказывается дешевле и быстрее, особенно когда допустима видимая слоистость.

Постобработка и безопасность

После FDM-печати достаточно снять деталь со стола и удалить поддержки. Шлифовка, покраска или обработка паром нужны только для внешнего вида.

С фотополимерной деталью работы больше: её промывают в изопропиловом спирте от остатков смолы, снимают поддержки и дозасвечивают ультрафиолетом, чтобы смола набрала окончательную прочность. У Formlabs и других производителей для этого есть отдельные станции промывки и засветки.

Отсюда практическое следствие: фотополимерный принтер плохо уживается в офисе или в общем помещении с людьми. Ему нужен отдельный угол с вытяжкой, стол, который не жалко испачкать, и запас перчаток и спирта.