Confronta le stampanti 3D FDM e SLA: le due tecnologie più popolari di stampa 3D
Cos’è meglio? Una stampa 3D FDM o una stampa 3D SLA?
Le stampanti 3D FDM (fused deposition modeling) e stereolitografiche SLA hanno subito profonde evoluzioni nel corso degli ultimi anni diventando più convenienti, più facili da usare e più performanti.
In questa guida troverai un confronto tra FDM e SLA in termini di qualità di stampa, materiali, usi, flusso di lavoro, velocità, costi e altri fattori ancora, per aiutarti a decidere quale tecnologia è più adatta alla tua azienda.
Il mercato della stampa 3D ha subito incredibili cambiamenti negli ultimi anni.
Le stampanti 3D desktop originariamente destinate agli hobbisti si sono evolute in strumenti essenziali per le aziende.
Diventato lo strumento di riferimento per la prototipazione e lo sviluppo dell’articolo, l’uso della stampa 3D si è allargato in moltissimi settori tra cui odontoiatria, gioielleria, istruzione e molto altro.
Che cos’è la stampa 3D FDM (Fused Deposition Modeling)?
La tecnologia FDM funziona estrudendo materiali termoplastici, come ABS e PLA, attraverso un ugello riscaldato, fondendo il materiale e impilando uno strato di materiale alla volta.
È la tecnologia più comune sul mercato ed è adatta alla realizzazione di modelli semplici.
Cos’è la stampa 3D SLA (sinterizzazione laser)?
La tecnologia SLA utilizza un laser per polimerizzare la resina liquida e indurirla in un processo chiamato fotopolimerizzazione.
Le stampanti 3D SLA consentono di creare prototipi e parti ad alta accuratezza, in una gamma di materiali avanzati con caratteristiche fini e finitura liscia.
Le formulazioni di resine SLA offrono un’ampia gamma di caratteristiche ottiche, meccaniche e termiche per abbinare quelle dei materiali standard, ingegneristici e industriali.
La tecnologia SLA è un’ottima alternativa per creare modelli altamente dettagliati che richiedono tolleranze strette e texture lisce, in una vasta gamma di settori, dall’ingegneria all’odontoiatria, alla gioielleria, alla modellistica e all’istruzione.
Confronto tra le tecnologie di stampa 3D FDM e SLA
Qualità e precisione di stampa
Le stampanti 3D FDM depositano layer su layer di materiale fuso.
Con la tecnologia a filamento, la risoluzione della parte è definita dalla dimensione dell’ugello e gli strati sono generalmente visibili, a meno che non si usino stampanti 3D con sistema di estrusione duale come Raise3D Pro3 Plus, UltiMaker S5 o BCN3D Epsilon w50.
Nella stampa 3D SLA, al contrario, la resina liquida viene indurita da un laser ad alta precisione, che consente di ottenere dettagli dimensionalmente accurati e di alta qualità.
L’uso della luce invece del calore per la stampa è un altro modo in cui le macchine SLA garantiscono la correttezza dimensionale. Le parti infatti non soffrono di ritiri o fenomeni di warping, che possono verificarsi durante il processo di stampa FDM.
Mentre le stampanti FDM creano un legame meccanico tra gli strati, le stampanti 3D SLA realizzano legami chimici incrociando i fotopolimeri attraverso gli strati.
Materiali e applicazioni
Le stampanti 3D FDM funzionano con una vasta gamma di materiali termoplastici come ABS, PLA e le loro varie miscele.
Sono disponibili anche materiali di ingegneria, come nylon, PETG, PA o TPU, nylon caricati con fibra di carbonio, materiali ad alte prestazioni come PEEK o PEI e filamenti metallici.
Anche le resine per stampanti SLA sono presenti in una vasta gamma di formulazioni: i materiali possono essere morbidi o duri, caricati con materiali come vetro e ceramica o dotati di caratteristiche meccaniche come alta temperatura di deflessione del calore o resistenza agli urti. Varie formulazioni di resine offrono una vasta gamma di caratteristiche ottiche, meccaniche e termiche simili a quelle dei materiali standard, ingegneristici e industriali.
Di seguito alcuni esempi di resine Formlabs compatibili con Form 3, Form 3+ e Form 3L.
Formlabs Clear Resin
SLA è l’unica tecnologia di stampa 3D che consente di realizzare parti realmente trasparenti. Ideale per ottenere traslucenza e trasparenza in assiemi complessi, in (micro) fluidica, nella costruzione di stampi, ottica e illuminazione.
Formlabs Elastic Resin
Le parti stampate in questo materiale hanno l’aspetto e si comportano come una parte in silicone e sono abbastanza resistenti.
Formlabs High Temp Resin
Questa resina offre una temperatura di deflessione del calore (HDT) di 238 °C @ 0,45 MPa, la più alta resistenza al calore di qualsiasi altra materiale nella stampa 3D da scrivania.
Formlabs Castable Wax Resin
Un materiale composto di cera al 20% per la microfusione diretta e pressatura per applicazioni odontoiatriche e di gioielleria.
Flusso di lavoro e facilità d’uso
Il flusso di lavoro per la stampa 3D FDM e SLA è costituito da tre fasi: modellazione, stampa 3D e post-elaborazione.
È necessario, innanzitutto, utilizzare un software CAD o dati di scansione 3D per modellare un oggetto in un formato di file stampabile in 3D (STL o OBJ).
Le stampanti 3D FDM o SLA a basso costo spesso richiedono molte ore di modifiche e sperimentazioni per trovare le configurazioni di stampa corrette.
Le stampanti 3D SLA professionali, come la Form 3, e le stampanti 3D FDM professionali sono dotate di un software e di configurazioni già definite che sono state accuratamente testate.
Una volta iniziata la stampa, la maggior parte delle stampanti 3D professionali può funzionare incustodita, anche durante la notte. Infatti, le stampanti 3D SLA professionali offrono un sistema di cartucce, che ricarica automaticamente il materiale. mentre le stampanti 3D FDM professionali hanno dei sensori che avvisano l’utente quando finisce il filamento e mettono in pausa la stampa.
La fase finale del flusso di lavoro è la post-elaborazione.
Le parti SLA richiedono il risciacquo in alcool isopropilico (IPA) o solventi alternativi per rimuovere la resina non indurita in eccesso.
Soluzioni professionali come Form Wash automatizzano il processo. I modelli possono essere trasferiti direttamente dalla stampante all’accessorio, che agita il solvente e solleva automaticamente le parti dal bagno di alcool al termine della lavorazione.
Alcuni materiali SLA richiedono la post-polimerizzazione, un processo ulteriore che aiuta le parti a raggiungere la massima resistenza e stabilità possibili. Formlabs ha sviluppato Form Cure, un hardware che facilita la polimerizzazione.
Al contrario, la tecnologia FDM ha il vantaggio di non richiedere ulteriore pulizia; una volta tolti i supporti a distacco o disciolti in acqua (se realizzati con PVA o BVOH), le parti finite sono pronte all’uso.
La tecnologia Low Force Stereolithography (LFS) ™ di Formlabs offre supporti light-touch, che si staccano facilmente con un leggero sforzo dal modello, lasciando segni minimi e riducendo il tempo trascorso in post-elaborazione.
Quando è necessaria un’ulteriore elaborazione, sia le parti FDM che SLA possono essere lavorate, innescate, verniciate e assemblate.
Costi e ritorno sull’investimento
Le stampanti FDM desktop professionali sono più facili da usare e più su misura per le aziende.
Queste stampanti 3D generalmente offrono una migliore affidabilità e qualità e volumi maggiori.
Le stampanti 3D SLA stampano solitamente pezzi di dimensioni ridotte, ad eccezione di Formlabs che offre l’unica soluzione di stampa 3D SLA di grandi dimensioni con la sua Formlabs Form 3L.
Velocità di stampa
Le macchine a filamento stampano strati spessi e generalmente utilizzano un riempimento inferiore, realizzando stampe veloci che non richiedono ulteriori lavorazioni.
Le stampanti SLA sono solitamente più lente. Tuttavia, Formlabs ha sviluppato una resina che consente di stampare più velocemente: Draft Resin, che stampa fino al 40% più velocemente rispetto alle altre resine, con un’altezza layer di 300 micron.
I modelli che occupano l’intero volume di costruzione di una stampante SLA possono richiedere fino a 20 ore per la stampa in materiali standard. La stampa della stessa parte a strati da 300 micron con Draft Resin richiede meno di sei ore.
Si tratta di sei diversi prototipi di un alloggiamento della pompa, stampati in Draft Resin. Ci vogliono 3 ore e 7 minuti per stampare una di queste parti in resina standard rispetto ai 47 minuti con la resina draft. Il modello finale è stato stampato in Tough Resin.
Volume di stampa
Esistono numerose soluzioni FDM più grandi sul mercato per applicazioni che richiedono la stampa 3D professionale di parti più grandi. Come ad esempio la Raise3D Pro3 Plus, BCN3D Epsilon W50 e UltiMaker S5.
Il processo SLA invertito alla base delle stampanti SLA a scrivania riduce l’ingombro e i costi, ma le forze di sbucciatura accentuate introducono limitazioni sui materiali e sul volume di costruzione e le parti grandi richiedono strutture di sostegno robuste.
Con l’introduzione della tecnologia Low Force Stereolithography (LFS) che alimenta Form 3 e Form 3L, Formlabs ha riprogettato l’approccio alla stampa 3D a base di resina per ridurre drasticamente le forze esercitate sulle parti durante il processo di stampa.
La prima stampante in resina di grande formato a prezzi accessibili, la Form 3L fornisce velocemente parti di grandi dimensioni, utilizzando due unità di elaborazione della luce sfalsate (LPU) che lavorano contemporaneamente lungo un percorso ottimizzato.
Offrendo un volume di stampa cinque volte maggiore rispetto alle attuali stampanti SLA, Form 3L rimuove le restrizioni di dimensione che a volte ostacolano i flussi di lavoro su dispositivi da scrivania più piccoli, pur mantenendo un prezzo competitivo.
Confronto fianco a fianco
MODELLAZIONE A DEPOSIZIONE FUSA (FDM)STEREOLITOGRAFIA (SLA)
| Risoluzione | ●●○○○ | ●●●●● |
| Accuratezza | ●●●●○ | ●●●●● |
| Finitura superficiale | ●●○○○ | ●●●●● |
| Velocità effettiva | ●●●●○ | ●●●●○ |
| Disegni complessi | ●●●○○ | ●●●●○ |
| Facilità d’uso | ●●●●● | ●●●●● |
| Pro | Macchine e materiali di consumo a basso costo | Ottimo rapporto qualità/prezzo Elevata precisione Finitura superficiale liscia Gamma di applicazioni funzionali |
| Contro | Bassa precisione Compatibilità di progettazione limitata | Sensibile alla lunga esposizione ai raggi UV |
| Applicazioni | Prototipazione rapida a basso costo Modelli proof-of-concept di base | Prototipazione funzionale Modelli, stampi e utensili Applicazioni dentali Prototipazione e fusione di gioielli Modellismo |
| Volume di stampa | Fino a ~200 x 200 x 300 mm (stampanti 3D desktop) | Fino a 300 x 335 x 200 mm (stampanti 3D desktop e da banco) |
| Materiali | Termoplastici standard, come ABS, PLA e le loro varie miscele. | Varietà di resina (plastiche termoindurenti). Standard, ingegneristico (ABS-like, PP-like, flessibile, resistente al calore), castable, dentale e medicale (biocompatibile). |
| Formazione | Formazione minore sulla configurazione della costruzione, sul funzionamento della macchina e sulla finitura; formazione moderata sulla manutenzione. | Plug and play. Formazione minore sulla configurazione della costruzione, la manutenzione, il funzionamento della macchina e la finitura. |
| Facilità Fabbisogno | Ambiente climatizzato o preferibilmente ventilazione personalizzata per macchine desktop. | Le macchine desktop sono adatte per un ambiente d’ufficio. |
| Attrezzature ausiliarie | Sistema di rimozione del supporto per macchine con supporti solubili (opzionalmente automatizzati), utensili di finitura. | Stazione di post-polimerizzazione, stazione di lavaggio (opzionalmente automatizzata), utensili di finitura. |
Utilizzo congiunto di stampanti 3D FDM e SLA
Dopo avere confrontato le due tecnologie, possiamo concludere che le stampanti FDM e SLA hanno entrambe caratteristiche simili, spesso complementari.
Ma i due tipi di stampanti 3D non sono sempre in competizione. Molte aziende utilizzano entrambi come macchine FDM e SLS l’una accanto all’altra.
Alcuni esempi pratici:
Nello sviluppo del prodotto, le parti FDM o la stampa SLA con Draft Resin sono entrambi ideali per modelli proof of concept di base e iterazioni veloci. Mentre un progetto avanza nello sviluppo, la stampa 3D SLA è ideale per modelli concettuali dettagliati o modelli funzionali che potrebbero richiedere una migliore qualità e materiali con caratteristiche diverse.
Sia la stampa 3D FDM che SLA sono comunemente utilizzate nella produzione per creare maschere, dispositivi e altri strumenti. FDM è migliore per parti grandi e semplici, mentre SLA è una soluzione migliore per maschere complesse, utensili altamente accurati e stampi.
Il settore dell’istruzione ha visto il successo nell’implementazione di macchine FDM e SLA. Molti istituti di istruzione iniziano con la stampa FDM in quanto il suo basso costo è l’ideale per gli studenti che hanno bisogno di bozze rapide e di una certa esperienza pratica con la tecnologia. SLA è la scelta preferita per molte scuole tecniche, università, istituti di ricerca e nell’educazione dentale e di gioielleria a causa della qualità superiore e della più ampia gamma di applicazioni.
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