Odabir FDM ili MSLA 3D printera

Pravi izazov svakog kupca 3D printera je odabir FDM/FFF ili MSLA tehnologije 3D printanja. Obje tehnologije imaju svoje prednosti i “nedostatke”, a njihovom kombiniranom upotrebom možeš pokriti širi spektar primjene i funkcionalnosti 3D printanja. U kojem slučaju je bolje koristiti FDM/FFF, a u kojem MSLA tehnologiju 3D ispisa? Na ovo pitanje nastojat ćemo dati odgovor u ovome blogu. 

FDM ili MSLA 3D printer?

Namjeravaš li 3D printer koristiti u zatvorenoj prostoriji sa ili bez ventilacije? Treba li 3D print biti izrađen sa šupljikavom ili stopostotnom ispunom? Je li 3D print unutarnje ili vanjske namjene? Koliko je cijena materijala važan faktor izrade? Širok izbor materijala? Želiš li 3D printati u raznim bojama? Važnost brzine 3D ispisa? Moguća postobrada 3D printeva? Preciznost 3D ispisa? Veličina 3D printanih komada? Ljepota i preciznost sitnih detalja? Biokompatibilnost 3D printanih komada sa ljudskim tijelom? Odgovarajući na ova pitanja već si par koraka bliže FDM/FFF ili MSLA tehnologiji 3D ispisa.

Prednosti FDM/FFF tehnologije 3D ispisa u proizvodnji

FDM/FFF tehnologija 3D ispisa optimalan je izbor u slučaju kada 3D printani komad treba biti izrađen sa šupljikavom ispunom. Razlozi su najčešće smanjenje težine 3D printanog komada te ušteda materijala. Također, moguće je pauziranje 3D ispisa te umetanje drugog objekta u sredinu komada (npr. magnet). MSLA 3D printanje nema tu mogućnost, njegova karakteristika je 3D ispis 100% popunjenih (ili potpuno šupljih) struktura te vrlo glatke stijenke 3D printanih komada. To MSLA tehnologiju čini optimalnim izborom za npr. razne medicinske namjene.

FDM/FFF tehnologija 3D ispisa jednostavnija je i praktičnija za korištenje u svim zatvorenim prostorima bez ventilacije. Nema mirisa, većinom koristi materijale koji nisu nadražujući za sluznicu i najčešće ne zahtijeva post obradu. 3D print napravljen FDM/FFF 3D printerom odmah je primjenjiv. Također, cijenovno 3D printanje FDM/FFF tehnologijom je korisnicima daleko najisplativije. To FDM/FFF 3D printere i dalje drži na prvom mjestu popularnosti i potražnje među “mejkerima”, umjetnicima te mnogim inženjerima diljem svijeta.

Grafički prikaz rada FDM/FFF 3D printera za žicom plastičnog filamenta. (Izvor: Apm-designs)

Još jedan praktičan razlog korištenja FDM/FFF 3D printera je vrlo širok spektar lako dobavljivih materijala. Od biorazgradivih PLA filamenata, preko PETG-a, fleksibilnih materijala, do cijelog spektra inženjerskih filamenata koji su cjenovno povoljni te prilično jednostavni za 3D ispis. Lepeza opcija povećava se gotovo na dnevnoj bazi dolaskom novih materijala te fuzijom već postojećih opcija.

FDM/FFF 3D printanje vrlo je čest izbor kad se radi o predmetima sa ravnim plohama te pravim kutovima, tj. vrlo pravilnim geometrijskim strukturama. Pogotovo, potreba za FDM/FFF 3D ispisom izražena je kad govorimo o prototipima velikih gabarita. Zato mnogi FDM/FFF 3D printeri danas imaju radni volumen čak i veći od 500x500x500 mm.

Prednosti MSLA tehnologije 3D ispisa u proizvodnji

Vjerojatno si se mnogo puta zapitao: “A što je onda sa MSLA tehnologijom?” ili “U kojem slučaju se ona koristi?” MSLA tehnologija 3D ispisa (ili njoj srodne SLA, DLP tehnologije) nenadmašne su kad govorimo o 3D printanju predmeta organskih oblika, koji su kompleksni i detaljni, te koji zahtijevaju glatku površinsku strukturu. Na primjer, to su u umjetnosti razne ljudske, životinjske figure te geometrijski kompleksni oblici. U zlatarstvu to može biti 3D printani model prstena koji oduzima dah ljepotom sitnih detalja. U inženjerskoj branši to su razni kompleksni 3D printevi, veće glatkoće tj. manje površinske hrapavosti, većinom unutarnje namjene. Također, 3D printani komadi koji trebaju biti potpuno prozirni rađeni su isključivo DLP, SLA ili MSLA tehnologijom 3D ispisa.

Za većinu 3D printera koji rade sa smolom (eng. resin) popularan je naziv DLP 3D printer. Ovdje su prikazane tehničke varijacije među DLP, SLA i MSLA tehnologijama.

U medicini MSLA tehnologija 3D ispisa ostvaruje prednost pri izradi zahtjevnih 3D printeva koji moraju biti vrlo precizni te biokompatibilni s ljudskim organizmom! Također, MSLA je idealan izbor za sve 3D printeve oralne namjene koji zahtijevaju dezinfekciju i/ili sterilizaciju na visokim temperaturama (npr. u struci radnih terapeuta EASI (The Evaluaton of Ayres Sensory Integration) test, oralni dijelovi). 

Zubni tehničari iz navedenog razloga imaju neizostavnu potrebu za 3D ispisom zubnih odljeva, ili prozirnih zubnih aparatića, direktno iz biokompatibilne smole. Preciznost 3D printanih modela DLP tehnologijom 3D ispisa čini je prikladnim rješenjem za 3D ispis vrlo malih predmeta i predmeta koji obiluju raskošnim detaljima u visokoj rezoluciji. 

Danas se intenzivno radi na razvoju materijala (smola, resina) koji zadovoljavaju širi spektar namjena. Do danas je raspon i dostupnost kvalitetnih smola za MSLA tehnologije 3D ispisa je nešto manji, a cijena znatno veća od FDM filamenata. To jedan od razloga zašto je FDM/FFF i dalje znatno pristupačnija tehnologija nego MSLA.

Drugi razlog je jednostavnost 3D ispisa. Za 3D print u smoli preporučljivo je imati prostoriju koja je dobro ventilirana, zbog nadražujućih isparavanja smole. Nakon završetka 3D ispisa svaki 3D print poželjno je isprati u alkoholu te dovršiti njegovu polimerizaciju pod UV lampom. Kako bi olakšali taj proces uz 3D printere dolaze “washing and curing” strojevi. 

Nakon što 3D print napravljen iz smole prođe post proces pod UV lampom, spreman je za upotrebu. Za tu namjenu koriste se “washing & curing” uređaji.

Kako popularno zvani “resin” 3D printeri (DLP, SLA, MSLA tehnologija) stvaraju 3D printeve skrutnjivanjem tekuće smole pod utjecajem UV svjetla, takvi 3D printevi su UV osjetljivi. To znači da dolazi do starenja materijala brže nego što je slučaj kod FDM/FFF tehnologije 3D ispisa, ako 3D printane komade ostavimo duže vrijeme pod utjecajem sunca i drugih klimatskih uvjeta. Tehnologija 3D ispisa svakodnevno napreduje te dolazi do razvoja novih, superiornijih i otpornijih smola za 3D ispis što proširuje spektar namjena ove tehnologije.

Primjeri FDM i MSLA 3D printeva 

Neki od najčešćih komada izrađenih FDM/FFF tehnologijom 3D ispisa su vizualno atraktivne figure i eksponati 3D printani u raznim bojama. Za vizualno atraktivne modele, koje želiš 3D printati u boji, te ih odmah nakon koristiti, idealan izbor je MSLA tehnologija 3D ispisa. Kako u mnogim edukacijskim ustanovama 3D printeri služe za izradu zgodnih pokaznih edukacijskih modela, fakulteti i škole su naši redoviti kupci FDM/FFF 3D printera. Ovi 3D printeri mogu se jednostavno koristiti i održavati, a cijene PLA filamenata vrlo su pristupačne.

FDM/FFF tehnologija 3D ispisa – 3D printani model mlaznog motora aviona, za edukacijske namjene, u nekoliko boja.

Za izradu arhitektonskih, i raznih drugih maketa, FDM/FFF 3D printeri jako su popularni. Oni mogu 3D printati i veće plohe u jednom komadu te 3D printevi ne zahtjevaju završnu obradu. Bilo koji arhitektonski ured može takav 3D printer držati u zatvorenom prostoru u kojem se boravi. Materijali koji se najčešće koriste za takvu namjenu su razni PLA filamenti.

Digitalni 3D model grada (RTL maketa), rađen po pravilima za FDM/FFF tehnologiju 3D ispisa.

Za izradu elektroničkih kućišta, inženjerskih komada te raznih 3D printeva koji zahtijevaju visoku žilavost, čvrstoću i temperaturnu otpornost, FDM/FFF tehnologija 3D printanja vrlo je čest izbor. Materijali za 3D ispis variraju od najčešće korištenog PETG filamenta, raznih kopoliestera, fleksibilnih filamenata pa do cijelog spektra filamenata inženjerske namjene. 2020. godina bit će upamćena po masovnom korištenju FDM/FFF 3D printera i PETG filamenta za 3D ispis držača vizira, koji su morali biti lagani, žilavi te sa mogućnošću prilično jednostavne dezinfekcije od strane medicinskog osoblja.

FDM/FFF tehnologija 3D ispisa – 3D print kućišta za tvrtku Stratowave connect

Kod proizvodnje kompleksnijih uporabnih predmeta, ili umjetnina, kombinacija FDM/FFF i MSLA tehnologije 3D ispisa može dati optimalne rezultate. Tako, na primjer, 3D printajući maketu, veće površine grada bile su 3D printane Azurefilm PLA wood filamentom dok su istaknute zgrade i detalji bili rađeni MSLA 3D printerom u prozirnoj smoli. Ugradnjom led rasvjete unutar prozirnih dijelova, koja se može paliti i gasiti, omogućen je poseban interaktivni doživljaj posjetiteljima muzeja. Zahvaljujući kombinaciji FDM-a i MSLA-a 3D printa uštedjeli smo na materijalu, smanjili smo cijenu proizvodnje, a uspjeli smo zadržati izuzetnu ljepotu detalja poznatih povijesnih objekata.

FDM/FFF i MSLA tehnologija 3D ispisa kombiniranom upotrebom mogu dati odlične rezultate.

3D printajući EASI setove taktilne percepcije, za radne terapeute, pojavila se potreba za 3D printanjem oralnih dijelova u MSLA tehnologiji 3D ispisa. Dijelove seta koji se stavljaju u usta 3D printali smo sa smolom, koja je biokompatibilna, te koja pruža mogućnost sterilizacije 3D printanih komada na temperaturama do čak 180 C. Glatkoća stijenki 3D printanih dijelova i stopostotna ispuna, smanjuju mogućnost uvlačenja bakterija unutar 3D printanih komada i pojednostavljuju dezinfekciju ili sterilizaciju. FDM/FFF 3D printevi porozniji su i imaju izraženije pore u koje se bakterije i virusi mnogo lakše mogu uvući. Zato FDM/FFF tehnologija nije adekvatno rješenje za ovakvu primjenu.

MSLA tehnologija 3D ispisa, biokompatibilni resin – mogućnost sterilizacije komada do 180 stupnjeva C.

Projekt profesora matematike Roberta Pugara bila je didaktička “kocka”, sastavljena od dijelova, koja bi pomagala slijepim i slabovidnim osobama pri učenju zbrajanja i oduzimanja kubova. Slijepim i slabovidnim osobama znatno pomaže ovakva “vizualizacija” prilikom učenja aritmetike, što taktilno didaktičko pomagalo čini mogućim. Većinu dijelova projekta 3D printali su učenici škole Fausta Vrančića FDM/FFF tehnologijom 3D ispisa, u raznim bojama, dok smo im brajične natpise pomogli izraditi u MSLA tehnologiji 3D ispisa. MSLA omogućuje 3D printanje finih detalja u visokoj rezoluciji što je idealno za 3D ispis brajičnih znakova.

MSLA tehnologija 3D ispisa – 3D printane pločice sa brailleovim pismom prije završne obrade.

Odabir adekvatnog 3D printera za proizvodnju

Na tragu FDM/FFF ili MSLA tehnologije 3D ispisa za pojedine namjene, kreće se i proizvodnja 3D printera. Tako su danas najpoznatije marke FDM/FFF 3D printera tzv. “maker” kategorije Prusa Research, Creality, Anycubic, Artillery i druge. Trebaš li kvalitetan 3D printer, koji nije industrijske namjene, ovi uređaji za svoju cijenu nude vrlo solidne performanse. Radi se o cjenovnom rangu od nekoliko stotina do otprilike tisuću eura, a kupci ovih uređaja su edukacijske ustanove, hobisti i tvrtke koje same kreću u svijet 3D printanja. 

S druge strane, u domeni industrijske proizvodnje FDM/FFF 3D printera razvijaju se robusni, zatvoreni 3D printeri, koji nude mogućnost 3D ispisa sa jednim ili nekoliko inženjerskih materijala u zatvorenoj radnoj komori. 3D printeri poput Zortrax-a ili BCN3D-a omogućuju ti savršen 3D ispis prototipa i serija proizvoda vrhunske kvalitete. Prilikom plasiranja novih proizvoda na tržište, koji trebaju zadovoljiti najviše standarde kvalitete, preporučamo jednu od navedenih opcija.

Među MSLA 3D printerima, također, postoji distinkcija između “maker” i “industrial” klase. Tako npr. popularni Anycubic Photon (S) ili Anycubic Photon Mono 3D printeri zadovoljavaju potrebe većine hobista, i nekih izrađivača nakita, za visokom rezolucijom 3D ispisa i ljepotom detalja. No, oni su ipak nedovoljno primjenjivi za ozbiljnije industrijske namjene. U tvornici Prusa Research, podigli su ljestvicu proizvodnjom nešto robustnijih Prusa SL1 3D printera, koji imaju metalno kućište i naprednije performanse. Međutim, tek MSLA i DLP 3D printeri industrijske klase zadovoljavaju neke ozbiljnije namijene poput proizvodnje sofisticiranih zubnih aparatića, implantata, proteza i slično. U toj kategoriji kompanije poput Phrozen-a nude spektar 3D printera industrijske kategorije.

Prusa SL1 3D printer koji radi sa tekućom smolom.

Zaključak

Do odabira najoptimalnije tehnologije 3D ispisa, te 3D printera kao alata, dolazi se empirički. Prvi i najvažniji korak, koji treba razmotriti, je izgled i funkcionalnost tj. namjena 3D printanih komada koji se namjeravaju proizvoditi. Njihovi gabariti, potrebna tolerancija, udarna, toplinska otpornost, namjena 3D printeva i ostale karakteristike. Nakon što je do kraja izdefinirana namjena, lakše je odabrati optimalan uređaj za proizvodnju. 

Ovisno o budžetu te marki 3D printera koja te zanima, možemo ti preporučiti 3D printer baš za tvoje potrebe. Na kraju, ako postoje neke nedoumice, ovdje smo da odgovorimo na sva tvoja pitanja. Tvoj 3DPrintaj tim!

#3DPrintaj #3dprinthrvatska #3dprintingcroatia #FDM/MSLA