FDM vs. SLA 3D 프린팅 : 차이점은 무엇입니까?

간략한 개요 시트:

FDM 3D 프린팅 작동 방식

용융 증착 모델링FDM(Frequency Dimension, 열가소성 수지)은 열가소성 수지의 연속 필라멘트를 사용하여 반용융 상태로 가열하고 층층이 정밀하게 압출하여 인쇄된 물체를 제작합니다. ABS와 PLA와 같은 필라멘트 소재는 FDM 기계에 일반적으로 사용됩니다.

프린트 헤드 노즐은 CAD 모델의 단면 데이터를 기반으로 수평 및 수직으로 이동하며, 툴패스를 따라 녹은 필라멘트를 증착하고 응고시킨 후 위로 이동하여 이 과정을 반복합니다. 지지 구조물을 설치한 후 나중에 제거하여 틈새와 돌출부를 메울 수 있습니다. FDM 프린터의 비교적 간단한 기계적 공정은 일반 사용자와 기업 모두에게 경제성과 접근성을 제공합니다.

SLA 3D 프린팅 작동 방식

광조형술 가장 초기의 3D 프린팅 기술 중 하나입니다. 오늘날의 SLA 프린터는 통에 저장된 감광성 액상 레진을 사용하여 물체를 제작합니다. 자외선 레이저는 물체의 단면을 정확하게 추적합니다. 모델수지가 굳어지도록 합니다.

그런 다음 빌드 플랫폼이 올라가 액상 레진이 아래로 흘러내려 다음 층이 경화될 준비를 합니다. 경화되지 않은 레진은 그대로 남아 재사용할 수 있습니다.일부 저렴한 SLA 기계는 레이저 대신 LCD 마스크 경화 방식을 사용하여 작동이 간편합니다. 지지 구조물은 돌출부를 쉽게 만들지만, 인쇄 후 제대로 제거하지 않으면 눈에 띄는 흉터가 남습니다. 전반적으로 SLA 공정은 매우 매끄러운 표면 마감을 가능하게 합니다.

인쇄 품질 및 해상도: SLA가 FDM보다 우수

생산 품질과 정밀도 측면에서 볼 때 SLA 3D 프린팅은 FDM 모델보다 훨씬 뛰어납니다. SLA는 초미립 레진 경화 메커니즘을 활용하여 축 방향으로 25~50미크론까지 매우 높은 인쇄 해상도를 구현합니다. 매끄러운 곡선 형상과 미세한 디테일을 손쉽게 재현할 수 있습니다. FDM은 필라멘트 증착 폭 때문에 150미크론을 넘어서는 데 어려움을 겪습니다.

표면 마감은 SLA의 매끄러운 균일성과 달리 FDM의 계단형 레이어 라인을 더욱 돋보이게 합니다. 액상 레진은 윤곽을 완벽하게 재현하여 전문적인 표면 품질을 구현합니다. 꼼꼼한 후처리만이 FDM의 눈에 보이는 레이어를 SLA에 가까운 품질로 매끄럽게 만들어 사용자의 수고를 덜어줍니다. 섬세한 정확도와 매력적인 시각적 요소가 중요한 분야에서는 SLA가 FDM보다 탁월한 인쇄 해상도를 제공합니다.

재료 및 내구성: FDM과 SLA는 혼합된 성능을 보입니다.

SLA와 FDM에 호환되는 다양한 소재는 각 기술마다 고유한 장점을 가지고 있습니다. SLA 3D 프린터에 사용되는 광중합체는 뛰어난 정확도, 표면 품질, 부드러운 조작성, 그리고 가벼운 무게를 제공하지만, 내구성은 다소 떨어집니다. 에폭시와 아크릴레이트는 컨셉 모델링에는 적합하지만, 실제 응력에 대한 인성이 부족합니다. FDM 방식의 ABS나 PLA와 같은 열가소성 플라스틱은 뛰어난 층 접착력과 기계적 성능을 제공하는 반면, PETG와 나일론은 화학적, 온도 및 강도 한계를 뛰어넘습니다.

FDM의 엔지니어링 등급 소재는 다양한 작동 조건을 견딜 수 있는 유연성을 제공하며, 적층 구조의 고유한 충격 흡수력으로 더욱 강화됩니다. 이러한 특성 덕분에 FDM은 내구성 있는 최종 사용 부품 제작에 있어 우위를 점하는 반면, SLA는 시각적 품질과 기하학적 복잡성이 강도 요건보다 더 중요한 경우에 적합합니다.

속도 및 처리량: FDM과 SLA는 동등함을 보여줍니다

최신 FDM 및 SLA 3D 인쇄 플랫폼은 최적화된 제작 속도를 갖추고 있어 품질 저하를 최소화하면서 빠르게 인쇄물을 생산할 수 있습니다. Form 3B와 같은 고급 생산 SLA 유닛은 25마이크론 축 해상도에서 시간당 최대 20cm의 출력 속도를 자랑합니다. Ultimaker S5와 같은 동급 데스크톱 FDM 옵션은 비슷한 품질로 시간당 24cm³ 이상의 출력 속도를 지원합니다. 사용자 지정 설정을 사용하면 레이어 높이와 충전량, 그리고 품질 간의 균형을 조정할 수 있습니다.

순수한 속도 측면에서 SLA는 FDM보다 한계적 이점을 주장할 수 있습니다.특히 대량 인쇄의 경우 더욱 그렇습니다. 그러나 인쇄 준비 및 후처리 과정을 통합하면 전체 제작 시간을 균등하게 단축할 수 있습니다. 이제 대형 플랫폼은 자동화된 작업 순서를 통해 연속 생산을 가능하게 합니다. 두 가지 방법 모두 대부분의 응용 분야에서 만족스러운 속도와 효율성을 제공합니다. 인쇄 작업의 규모와 최적화는 관찰된 처리량 차이에 영향을 미칩니다.

비용 고려 사항: 단기 비용 대 장기 비용

소유 비용은 다음과 같은 경우 중요한 역할을 합니다. 3D 프린팅 기능 도입취미용이든 산업용이든. 기계 비용, 운영 비용, 그리고 유지보수는 성능과 함께 동등하게 고려되어야 합니다. 초기 구매 비용 측면에서, 초보자용 FDM 프린터는 300달러 이하에 판매됩니다. 입문용 SLA 장비는 최소 1,000달러 이상에 판매됩니다. 고성능 산업용 플랫폼은 10만 달러를 훌쩍 넘습니다.

하지만, SLA는 시간이 지남에 따라 수지 가격을 낮춰 방정식을 뒤집어 장비 투자를 더 빨리 상쇄합니다. 엔지니어링 열가소성 플라스틱은 여전히 ​​액상 수지보다 부피당 비용이 4배 더 높다고 주장합니다.SLA의 간소화된 시스템은 에너지, 교체 부품, 인건비도 절감합니다. 최적화된 워크플로는 SLA의 속도를 활용하여 신속한 생산을 통해 수익을 극대화합니다. 기업의 경우, TCO(총소유비용) 절감과 손익분기점 달성이 FDM 도입의 주요 요인입니다. 취미로 하는 사람들은 FDM의 낮은 초기 비용에 만족합니다.

도입 용이성: FDM 기술은 초보자에게 더 친숙합니다.

특히 신규 이민자의 경우, FDM 프린터 쉽게 도입하고 운영할 수 있는 더 나은 전망을 제공합니다. 안전한 소재, 더욱 간편한 구조, 그리고 장시간 무인 작업에도 안정적인 내구성은 자신감을 불어넣습니다. 학교와 가정의 초보자도 과도한 조정 없이도 충분히 유연하게 제작할 수 있습니다. SLA는 감광성 수지와 세척 장비에 대한 추가적인 안전 고려 사항으로 인해 학습 곡선이 길어질 수 있습니다. 또한, 제한된 소재와 지지대 파손 가능성 또한 원치 않는 복잡성을 야기합니다.

하지만, SLA는 기술이 훨씬 오래되어 숙련된 전문가가 있기 때문에 문제 해결을 위한 더 잘 확립된 온라인 플랫폼을 활용합니다. 지역 사회 그리고 활용할 수 있는 지식 기반이 있습니다. 시스템 세부 사항이 잘 정리되어 있어 학습 과정을 편리하게 진행할 수 있습니다. 하지만 SLA는 점점 자동화되는 FDM 시스템에 비해 성공적인 출력을 위해 더 많은 실무 참여를 요구합니다. 시간을 투자할 수 있는 사람들에게 SLA는 탁월한 출력 품질로 보답합니다.

신뢰성 및 유지 관리: FDM은 시간이 지나도 더 잘 유지됩니다.

몇 달 동안 집중적으로 사용한 일상 작업에서 FDM 프린터는 일반적으로 까다로운 SLA 기계에 비해 더 잘 견뎌냈습니다. FDM은 견고한 이동식 갠트리 시스템에 기반한 비교적 간단한 구조로, 제한된 부품의 응력 노출을 통해 잠재적인 고장 지점을 줄입니다. 엄격한 필라멘트 허용 오차는 SLA 레진 처리 방식과 비교하여 막힘이나 노즐 막힘을 방지합니다. FDM 소재는 출력 후 장기간의 환경 노출에도 품질 저하 없이 견딜 수 있습니다.

하지만, FDM은 여전히 ​​인쇄 정밀도를 유지하기 위해 축, 벨트, 핫엔드의 지속적인 미세 조정이 필요합니다. 금속 부품은 시간이 지남에 따라 마모됩니다. SLA 방식의 광학 장치는 주변 먼지나 레진이 시스템에 유입되면 급격히 성능이 저하되므로 레이저/LCD 패널의 수명을 위해 철저한 관리가 필요합니다. 전반적으로 FDM 방식의 관대한 특성은 일반 사용자부터 산업용 사용자까지, 주의력이 부족한 사용자에게 적합합니다. 하지만 각 기술의 예방 및 교정 유지 보수 절차를 준수하면 수년간의 생산성 향상을 기대할 수 있습니다.

FDM 및 SLA 3D 프린팅의 강점을 보여주는 응용 프로그램

산업 내에서 FDM과 SLA 애플리케이션을 비교하면 각 프로세스가 특수 요구 사항에 대해 다른 프로세스보다 우수한 점이 강조됩니다.

• 컨셉 모델링: SLA의 탁월한 표면 마감과 미세 정밀도는 제품 설계자에게 생산 미학과 일치하는 프로토타입을 제작하여 인체공학적 평가 및 마케팅에 활용할 수 있는 역량을 제공합니다. 엔진 부품 시각화는 컨셉 테스트를 위해 수행됩니다.
• 공구 및 주조: 모든 크기의 툴링 몰드에 사용할 수 있는 SLA 몰드는 금속, 플라스틱 또는 복합 소재의 최종 부품을 주조할 때 나노스케일 기하학과 화학적/열적 회복력을 비용 효율적으로 연결합니다.
• 자동차: 미등부터 송풍구까지 빛나는 기능성 자동차 부품은 FDM 엔지니어링 열가소성 플라스틱을 사용하여 매끄러운 강도를 구현했으며, 핸즈프리 자동 생산으로 더욱 강화되었습니다. 맞춤형 페달과 기어도 쉽게 설치할 수 있습니다.
• 항공우주: 인증된 소재와 엄청난 제작 볼륨을 갖춘 FDM은 까다로운 진동과 고도에 저항성이 있는 내부 격자 및 덕팅과 같은 경량 항공기 구성품 제작을 가능하게 합니다.
• 의료: SLA는 생체적합성 수지를 활용하여 환자의 적합성과 회복을 개선하는 맞춤형 의치, 보청기, 보철물 및 임플란트를 완벽하게 제조합니다.
• 교육: FDM은 다양한 소재, 사무실 안전성, 기계적 단순성 덕분에 학생들이 수업 이론을 반영한 인쇄물을 통해 응용 STEM 학습에 직접 참여할 수 있습니다.

오늘날의 FDM과 SLA 기술은 끊임없는 혁신을 통해 성능 격차를 줄이고 있지만, 고유한 기계적 차이점은 각 기술만의 고유한 장점을 제공합니다. 인쇄 품질, 재료, 운영 비용 및 워크플로우 고려 사항을 종합적으로 고려하면 각 용도에 가장 적합한 3D 프린팅 방식을 도출할 수 있습니다.

결론

FDM과 SLA 중 하나를 선택할 때는 정확성, 재료 요구 사항, 운영 비용, 도입 용이성 등 개인 또는 비즈니스 우선순위를 신중하게 고려해야 하며, 어느 쪽이 무조건 우월하다고 단정 짓기보다는 신중해야 합니다. 두 방식 모두 적합한 응용 분야에서 장점을 발휘합니다. SLA는 탁월한 매끄러움과 디테일을, FDM은 경제성과 다양한 재료를 제공합니다. 사용 사례에 대한 주요 기준을 분석하여 요구 사항과 공정 역량을 일치시키고, 내재된 상충 관계를 이해해야 합니다. FDM과 SLA는 끊임없는 혁신을 통해 발전해 나가고 있으며, 두 기술의 상호 보완적인 강점은 성장하는 3D 프린팅 산업에서 경쟁보다는 전문성을 강화하는 뚜렷한 틈새 시장을 개척하고 있습니다. 우선순위와 공정 장점 간의 이상적인 시너지 효과를 파악하면 두 기술 경로 모두에서 이점을 극대화할 수 있습니다.

더 읽어보기

• QIDI TECH, TCT Asia에서 새로운 3D 프린터 공개
• 새로운 장 QIDI얇게 써는 기계
• 유료 모델링 소프트웨어 추천