3D-tulostus, joka tunnetaan myös nimellä lisävalmistus, sisältää useita teknologioita kolmiulotteisten esineiden valmistamiseen digitaalisista malleista. Näistä teknologioista SLA (Stereolitografia), DLP (Digitaalinen valonprosessointi) ja MSLA (Masked Stereolithography) ovat kaikki hartsipohjaisia 3D-tulostusmenetelmiä, mutta ne eroavat siinä, miten nestemäinen fotopolymeerihartsi kovetetaan kiinteiksi esineiksi. Tässä on erittely eroista:
SLA (Stereolitografia)
- Prosessi: SLA käyttää laseria nestemäisen hartsin kovettamiseen kiinteäksi esineeksi kerros kerrokselta. Laser piirtää esineen poikkileikkauksen hartsin pinnalle, kovettaen sen.
- Resoluutio ja tarkkuus: SLA-tulostimet voivat saavuttaa erittäin korkean resoluution ja pinnan viimeistelyn, mikä tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, joissa vaaditaan yksityiskohtia ja sileitä pintoja. Tarkkuus on usein parempi kuin muissa 3D-tulostusteknologioissa laserin tarkkuuden ansiosta.
- Nopeus: Yleisesti hitaampi kuin DLP tai MSLA, koska laserin täytyy piirtää jokainen kerros. Kuitenkin nykyaikaiset SLA-tulostimet, joissa on tehokkaat laserit, voivat olla melko nopeita.
- Rakennustilavuus: SLA-tulostimilla voi olla suurempi rakennustilavuus verrattuna DLP:hen, mutta tämä riippuu koneesta.
- Kustannukset: Tyypillisesti kalliimpi laser- ja optiikkajärjestelmän monimutkaisuuden vuoksi, mutta hinnat ovat laskussa.
DLP (Digitaalinen valonprosessointi)
- Prosessi: DLP käyttää digitaalista valoprojektoria heijastamaan koko kerroksen kuvan kerralla hartsille. Jokainen projektorin pikseli vastaa yhtä voxelia hartsissa, kovettaen koko kerroksen samanaikaisesti.
- Resoluutio ja tarkkuus: Vaikka DLP voi saavuttaa korkean resoluution, se on rajoitettu projektorin resoluutiolla. Pinnanjälki on yleensä erittäin hyvä, mutta ei välttämättä yhtä sileä kuin SLA joissakin tapauksissa.
- Nopeus: Nopeampi kuin SLA varsinaisessa tulostusprosessissa, koska koko kerros kovetetaan kerralla, mutta valmistelut ja jälkikäsittely voivat silti viedä aikaa.
- Rakennustilavuus: Usein pienempi rakennustilavuus projektorin koon rajoitusten vuoksi, vaikka suurempia DLP-tulostimia on olemassa.
- Kustannukset: Yleensä edullisempi kuin huippuluokan SLA-tulostimet, mutta vaihtelee projektorin laadun ja muun laitteiston mukaan.
MSLA (Masked Stereolitografia)
- Prosessi: MSLA, joka tunnetaan myös LCD-pohjaisena 3D-tulostuksena, käyttää LCD-näyttöä heijastamaan valoa maskin läpi, kovettaen hartsin valikoivasti. Valo kulkee maskin läpinäkyvien pikselien läpi, jotka vastaavat esineen kerroksen muotoa.
- Resoluutio ja tarkkuus: MSLA voi tarjota resoluutioita, jotka ovat samanlaisia tai parempia kuin DLP, riippuen käytetyn LCD-näytön laadusta. Pinnanjälki on erittäin sileä, verrattavissa SLA:han.
- Nopeus: MSLA-tulostimet voivat olla yhtä nopeita kuin DLP, koska nekin kovettavat koko kerroksen kerralla. Teknologia on tullut tunnetuksi nopeudestaan kuluttajatason tulostimissa.
- Rakennustilavuus: Samankaltainen kuin DLP, rakennustilavuus voi olla rajoitettu LCD-näytön koolla, vaikka suurempia koneita on saatavilla.
- Kustannukset: MSLA-tulostimet ovat erittäin suosittuja kuluttajamarkkinoilla alhaisen hintansa vuoksi. Ne tarjoavat hyvän tasapainon hinnan, tulostuslaadun ja nopeuden välillä.
Tärkeimmät erot
- Kovetusmekanismi: SLA käyttää laseria, tarjoten tarkkaa tarkkuutta mutta hitaampaa tulostusta. DLP käyttää projektoria, kovettaen koko kerroksen kerralla, mahdollisesti nopeammin mutta resoluution rajoituksin. MSLA käyttää LCD-näyttöä maskin kanssa, tarjoten korkean resoluution mahdollisesti alhaisemmalla kustannuksella.
- Resoluutio: SLA tarjoaa yleensä korkeimman resoluution, sitten MSLA, ja DLP:n resoluutio riippuu projektorin ominaisuuksista.
- Nopeus: MSLA ja DLP ovat nopeampia varsinaisten kerrosten tulostuksessa, mutta SLA:n kokonaisaikaa voidaan lyhentää tehokkailla laseilla.
- Kustannukset: MSLA-tulostimet ovat kuluttajille kustannustehokkaimpia, kun taas SLA-tulostimet voivat olla melko kalliita tarkkuutensa ja laserteknologiansa vuoksi. DLP-tulostimet sijoittuvat näiden väliin.
- Jälkikäsittely: Kaikki kolme menetelmää vaativat jälkikäsittelyä, kuten osien pesua ja kovetusta, mutta yksityiskohdat voivat vaihdella eri hartseista ja tulostusteknologioista johtuen.
Taulukko
Tässä on yksityiskohtainen vertailutaulukko, joka korostaa eroja SLA (Stereolitografia), DLP (Digitaalinen valonprosessointi) ja MSLA (Masked Stereolithography) 3D-tulostusteknologioiden välillä:
| Ominaisuus | SLA (Stereolitografia) | DLP (Digitaalinen valonprosessointi) | MSLA (Masked Stereolitografia) |
| Kovetusmekanismi | Käyttää UV-laseria piirtämään jokaisen kerroksen muodon. | Heijastaa koko kerroksen kuvan digitaalisella valoprojektorilla. | Käyttää LCD-näyttöä maskin kanssa heijastamaan valoa läpinäkyvien alueiden läpi. |
| Resoluutio | - Erittäin korkea resoluutio (jopa 25 mikronia tai vähemmän)<br>- Erinomainen pinnan viimeistely. | - Korkea resoluutio (riippuu projektorin laadusta, tyypillisesti 25-50 mikronia)<br>- Hyvä pinnan viimeistely. | - Korkea resoluutio (jopa 25 mikronia laadukkailla LCD-näytöillä)<br>- Erittäin hyvä pinnan viimeistely. |
| Tarkkuus | Erittäin korkea, usein tarkin kaikista 3D-tulostusteknologioista. | Korkea, mutta voi olla rajoitettu projektorin resoluutiolla. | Korkea, verrattavissa tai parempi kuin DLP, riippuen LCD:n laadusta. |
| Tulostusnopeus | - Hitaampi suurille malleille kerros kerrokselta piirtämisen vuoksi.<br>- Voi olla nopea pienissä, yksityiskohtaisissa tulosteissa tehokkailla laseilla. | - Nopea koko kerroksen kovettamisessa kerralla.<br>- Voi olla hitaampi hyvin suurille malleille projektorin virkistystaajuuden vuoksi. | - Yleensä nopea koko kerroksen kovettamisen ansiosta.<br>- Nopeus verrattavissa DLP:hen. |
| Rakennustilavuus | Vaihtelee, usein suurempi kuin DLP ja MSLA laserin joustavuuden vuoksi. | Tyypillisesti pienempi, rajoittunut projektorin kokoon. | Vaihtelee, usein samanlainen kuin DLP, rajoittunut LCD-näytön kokoon. |
| Jälkikäsittely | - Vaatii pesun kovettamattoman hartsin poistamiseksi.<br>- Usein tarvitaan jälkikovetusta optimaalisen lujuuden saavuttamiseksi. | - Samankaltaiset jälkikäsittelyvaiheet kuin SLA:lla.<br>- Joissakin hartseissa voi olla vähemmän jälkikovetustarvetta. | - Samankaltainen kuin SLA ja DLP, mutta joissakin MSLA-tulostimissa on integroidut pesu- ja kovetusasemmat. |
| Hartslajit | Laaja valikoima hartseja, mukaan lukien joustavat, valettavat, hammaslääketieteelliset jne. | Samankaltainen kuin SLA, mutta jotkut hartsi on optimoitu DLP:lle. | Laaja valikoima, mutta jotkut hartsi on suunniteltu erityisesti MSLA-tulostimille. |
| Kustannukset | - Korkeat alkuinvestoinnit laserin ja optiikan vuoksi.<br>- Alhaisemmat osakustannukset korkean tarkkuuden sovelluksissa. | - Vaihtelee, usein edullisempi kuin huippuluokan SLA.<br>- Kustannukset riippuvat projektorin laadusta. | - Yleensä edullisempi kuluttajatason tulostimissa.<br>- Hyvä hinta-laatusuhde ottaen huomioon resoluution ja nopeuden. |
| Sovellukset | - Korut<br>- Hammasmallit<br>- Tarkkuusprototyyppaus<br>- Pienet, yksityiskohtaiset osat | - Korut<br>- Hammasmallit<br>- Pienet ja keskisuuret osat<br>- Koulutus ja prototyyppaus | - Korut<br>- Hammas- ja lääketieteelliset mallit<br>- Prototyyppaus<br>- Pienet ja keskisuuret yksityiskohtaiset osat |
| Edut | - Korkein resoluutio ja tarkkuus<br>- Paras pieniin, monimutkaisiin yksityiskohtiin<br>- Laaja materiaalivalikoima | - Nopea kerrosten kovettaminen<br>- Hyvä resoluutio<br>- Kustannustehokas tietyissä sovelluksissa | - Korkea resoluutio alhaisemmalla hinnalla<br>- Nopea tulostusnopeus<br>- Kasvava edullisten tulostimien ekosysteemi |
| Haitat | - Hitaampi suurille rakenteille<br>- Kalliimpi käyttöönotto<br>- Suuremmat jälkikäsittelyvaatimukset | - Rajoitettu projektorin resoluution vuoksi<br>- Pienemmät rakennustilavuudet<br>- Projektorin laatu voi vaikuttaa tulostuslaatuun | - LCD-näytöt voivat heikentyä ajan myötä<br>- Voi olla hitaampi hyvin suurille tulosteille<br>- Rakennustilavuuden rajoitukset |
| Ohjelmistoyhteensopivuus | - Useimmat viipalointiohjelmat tukevat SLA:ta<br>- Chitubox, PreForm jne. | - Samankaltainen ohjelmisto kuin SLA:lla, osa optimoitu DLP-projektoreille | - MSLA-spesifiset viipalointiohjelmat kuten Chitubox, mutta yhteensopiva myös yleisten hartsiviipalointiohjelmien kanssa |
| Markkina-asema | Ammatilliset ja teolliset sovellukset, joissa tarkkuus on ensisijainen. | Sekä ammattilais- että kuluttajamarkkinat, tarjoten tasapainon nopeuden ja laadun välillä. | Nopeasti kasvava kuluttajamarkkinoilla edullisuuden ja laadun parannusten ansiosta. |
Yhteenveto
Valinta SLA:n, DLP:n ja MSLA:n välillä riippuu tarpeistasi:
- SLA valitaan usein sen vertaansa vailla olevan tarkkuuden ja pinnan viimeistelyn vuoksi, mikä on ihanteellista ammatillisiin sovelluksiin, joissa yksityiskohdat ovat ratkaisevia.
- DLP on suosittu sovelluksissa, joissa nopeus on tärkeää ja resoluutio on silti melko hyvä.
- MSLA tarjoaa tasapainon kustannusten, nopeuden ja resoluution välillä, tehden siitä erittäin suositun sekä harrastajien että ammattilaisten keskuudessa, joissa budjetti on tärkeä mutta laatu myös merkityksellinen.
Jokaisella teknologialla on paikkansa 3D-tulostuksen ekosysteemissä, ja paras valinta riippuu projektin erityisvaatimuksista.
Suositellut artikkelit
