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FDM与POLYJET 3D打印哪一种更适合你的应用?
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三维打印机展厅
三维打印机, 快速成型机, 3D打印材料/光固化材料, 快速成型制造软件, ...
熔融沉积成型(FDM)与PolyJet 是3D 打印技术中最为先进和最有效的两种技术。它们涵盖的范围从经济型的桌面模型设备到制定好预算的大型工厂设备都有。而且能够通过精确详细的模型生产输出耐用的商品。尽管这两种技术平台有交叉的应用与优势, 这两种技术平台保持独立且能带来不同的好处。了解两者间的不同之处是为应用选择合适技术的基准。

技术

熔融沉积成型(FDM):

加热头把热塑性材料(ABS 树脂、尼龙、蜡等) 加热到临界状态,呈现半流体性质,在计算机控制下, 沿CAD 确定的二维几何信息运动轨迹,喷头将半流动状态的材料挤压出来,凝固形成轮廓形状的薄层。当一层完毕后,通过垂直升降系统降下新形成层,进行固化。这样层层堆积粘结,自下而上形成一个部件的三维实体。

Polyjet 3D 打印:

PolyJet 的喷射打印头沿X 轴方向来回运动喷射光敏聚合物。当光敏聚合材料被喷射到工作台上后,UV 紫外光灯将沿着喷头工作的方向发射出UV 紫外光对光敏聚合材料进行固化。完成一层的喷射打印和固化后,这个过程会再重复进行,一层接一层,直到整个3D 物体形成。

这些成熟的技术能为首饰和建筑行业乃至到航空航天和消费电子制造行业创建模型或者成品。而要完成使用了这些技术的系统的安装则需要花费9,900 至60 万以上的美元。在这些技术中是的的确确存在着对每个人和每个应用都有用的东西,以至于许多公司是同时使用FDM 和Polyjet 的机器来利用每个系统的实力。然而,对于那些预算有限以至于只能选择其中一个系统的,那就要考虑到操作、部件特性和材料选择。

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对比

FDM 与Polyjet 三个分类的比较将针对常见的决策标准来进行。“操作”将从操作环境、工作流程和时间来比较;部件特性将涵盖物品的输出质量;而材料选择则考虑得自FDM 和Polyjet 加工的物理性质。

操作

速度

尽管性能方面会存在缺陷,速度往往是优先考虑的因素。有时候,Polyjet 的速度会更快,但情况也并非总是如此。当我们从文件准备到成品部件交付这一系列动作中评估时间的时候会发现,平均而言,FDM 和Polyjet 总消耗时间是差不多的。

针对预处理这一步,两种技术都提供了非常简单的前端文件处理,只需要轻点鼠标几下,在五分钟内就能生成现成的打印文件。而其中一个区别在于FDM 所用的3D 打印机添加了高级用户控制器,能够调整部件建造程序以符合应用的需求。所有的建造参数都是开放给用户的。

而在后处理中,当涉及到支持拆卸和清洗部件,FDM 和Polyjet 之间的相似点开始消失。Polyjet 是要用水喷射通过一个快速手动步骤去除胶状的打印材料;而FDM,用户要么选择完全自动化侵泡在水箱中移除可溶性支架的步骤,花费的时间也更长;要么是使用简单的手工工具把支架拆掉。

在选择技术的时候,为业务评估操作需求是有必要的。比如说,职工水平不高的话最好选择FDM 的完全自动化。如果快速周转是最重要的则选择Polyjet。

办公室环境

FDM 和Polyjet 不像其它一些AM 技术,不需要有封闭的实验室或者佩戴呼吸保护器。在使用过程中不会有可以透过空气传播而且对湿度和温度敏感的粉末,以及所有的系统只需要最小的管道或者电功。电力、供水和排水管线(后处理工作需要)就已经满足其需求。

易于使用

除了文件设置的简洁以外,还有其它一些因素使FDM 和Polyjet 易于使用。

● 材料转换:只要卸除一种材料,把新的材料盒插入3D 打印机即可。
● 搭建的设置:插入一张搭建薄板(仅限FDM),让系统达到工作温度,按下“启动”。
● 完成后:一个作业完成后,打开门/ 罩,移除部件。

操作花费

Polyjet 的操作费用比FDM 要稍微高一点,所以如果预算是你的首要考虑因素的话,FDM 可能是更好的一个选择。

决定操作花费的主要因素是消耗品,无论是硬件还是材料。使用FDM,你会经常更换搭建盘(或片)和挤出喷嘴。然而, 这些相比Polyjet 要替换的复杂喷头要更便宜。

此外,FDM 的部件每立方英寸的总材料成本花费更少。而根据材料的重量计算成本的话,实际上两种技术的花费是差不多的。然而FDM 每个零件的成本更低,因为它只需要最少的支撑材料。而Polyjet 系统需要更多支撑材料来限制微小液滴。

部件特性

表面光洁度

Polyjet 能够制造光滑、有光泽的表面,就算表面上有轻微的缺陷也会显示出来。FDM 则不然。FDM 的挤压过程会在侧壁或者顶表面和底表面产生可见的层线。这些线可以被消除,但需要额外的后处理。

分辨率和细节

高分辨率和精美的细节是Polyjet 工序的标志。Polyjet 以600x 600 dpi 在16 到32 微米层中打印,重现繁杂细节和精细的纹理。所以,如果分辨率是你主要考虑的因素,那PolyJet 就是最好的选择。
精度
针对尺寸精度,公布的规格表明当零部件从系统中拆卸下来以后FDM 和PolyJet 平台所得出的结果是相似的。然而, 随着时间的推移和负荷的关系,FDM 材料的尺寸更稳定,这对于生产部件来说是至关重要的。

尺寸

注:为简单起见以下规格已四舍五入。

PolyJet 和FDM机器可以打印从5×5×5 英寸(127×127×127 毫米)至39×31×20 英寸(1000×800×500 毫米)大小的物体,它们都具有差不多的中型和大型尺寸的选择。唯一的不同在于小型尺寸的类别。FDM 入门级的尺寸是5×5×5 英寸, 小到足以放在桌面上。而PolyJet 最小的为9×8×6 英寸(240×200×150 毫米)。

材料

对于许多人来说,FDM 和的PolyJet 之间的最大区别来自于材料。所有材料加起来有近600 种,从热塑性塑料到热塑性状树脂,刚性到柔性,以及不透明到透明。

PolyJet 通过同时喷射多种材料将不同 3D 打印材料结合于同一模型。这意味着你可以选择性地在一个打印原型中放置多种材料,甚至将两种或三种材料相结合以利用不同的、可预测的属性创造复合数字材料。结合刚性和橡胶类材料模拟多种邵氏 A 硬度值;混合青色、品红色和黄色产生多种混合色调;甚至将橡胶类材料与色彩结合,创建观感更接近未来产品的鲜亮柔性原型。如果材料性能的广度是你所需要的, PolyJet 是你最佳的平台。

另一方面,如果你的应用需要具备功能性和耐用性的热塑性塑料,FDM 是正确的选择。FDM 使用的材料从常用塑料ABS 到极度先进的ULTEM ™9085 树脂都有。FDM 材料具有多种专门特性,如静电消散、半透明、生物相容性、VO 可燃性和 FST 评级,是航空航天、汽车和医疗行业高要求设计师和工程师的理想之选。

FDM 与PolyJet 都提供USP 塑料VI 级至ISO10993 的生物相容材料。它们可用于助听器,牙科手术和外科手术导板和固定装置,以及食品和药物处理。

增材制造(AM)涵盖的产品范围从医疗应用到工业产品。每一种应用既有相同的要求也有不同的需求。而正是这些针对应用特定的需求决定了哪一种技术对制造应用来说是最好的工具,FDM 还是PolyJet 3D 打印。

至于针对医疗应用,两种技术都能提供生物相容的材料, 因此可以充分利用3D 打印的可扩展性和集合功能进行患者护理和高级实验方面的工作。在医疗领域中,3D 打印将大幅度提升医生、研究人员和医疗设备制造商的工作效率,成为缔造创新医疗产品的理想平台。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (9/20/2014)
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