Impressão 3D: resina vs filamento

O básico da impressão 3D de filamento e resina FDM

A vida dos filamentos usados na impressão 3D são os termoplásticos, que são plásticos que derretem quando aquecidos. Os termoplásticos podem ser moldados quando quentes e solidificar quando resfriados. O filamento é alimentado em uma câmara de aquecimento no conjunto extrusor da impressora, onde é aquecido até seu ponto de fusão e depois extrudado através de um bico de metal. Quando a montagem da extrusora se move, traçando um caminho programado em um arquivo de objeto 3D para criar, camada por camada, o objeto impresso.

Impressora 3D Filament FDM à esquerda e impressora 3D de resina SLA à direita.

As impressoras de resina formam peças de resina líquida que curam e se solidificam quando expostas à luz UV. Semelhante às impressoras de filamento, as impressoras de resina constroem peças em camadas. A diferença é que ele se solidificará quando uma peça for exposta à luz. Cada fatia em um padrão de luz UV solidificará a resina nos locais desejados. Há três tipos de impressoras 3D de resina comuns, DLP (processamento de luz digital), SLA (Estereolitografia) e MSLA (Microstereolitografia. Essas tecnologias diferem na forma como curam a resina. As impressoras 3D DLP usam um chip DMD e um projetor (basicamente como os antigos projetores de dia) para curar uma camada de uma vez.

As impressoras SLA usam um laser que traça um caminho através da resina. No local onde o laser atinge a resina, a resina cura e solidifica. Do lado de fora, essas impressoras são muito semelhantes. Desde o surgimento da impressão baseada em LCD (MSLA), os preços dos sistemas de impressão 3D baseados em resina caíram para o nível das impressoras FDM. É por isso que a maioria das impressoras de resina de baixo custo usa quase a mesma tecnologia LCD/MSLA.

Ao considerar qual desses tipos de impressoras 3D comprar, primeiro você precisa pensar no tipo de peças que planeja fazer. As impressoras de filamento funcionam bem para produzir peças com propriedades termoplásticas e geralmente são peças maiores. As impressoras de resina são excelentes na produção de detalhes finos e podem imprimir com muito mais precisão em peças pequenas, mas usam resina termofixa. Existem alguns fatores mais importantes a serem considerados ao escolher qual dessas tecnologias é melhor para suas necessidades específicas.

  

Impressoras FDM normalmente usam filamentos PLA, PETG ou ABS. A maioria das impressoras FDM pode lidar com nylon, PVA, TPU e uma variedade de misturas de PLA (misturadas com madeira, cerâmica, metais, fibra de carbono, etc.) Os filamentos estão disponíveis em várias cores.

A maioria das impressoras FDM pode usar rolos de filamentos padrão disponíveis em dois tamanhos padronizados (diâmetro: 1,75 ou 2,85 mm) de várias fontes. Algumas impressoras usam filamentos ou caixas de filamentos proprietários – normalmente são mais caros que os rolos padrão, mas oferecem melhor qualidade.

As impressoras SLA possuem apenas um palete mais limitado de materiais de resina. Muitas vezes, eles são proprietários e não podem ser trocados entre impressoras de diferentes fabricantes. A escolha das cores também é limitada.

 Qualidade de impressão de impressoras 3D de resina versus filamento

As impressoras de resina são conhecidas por sua qualidade de superfície superior, tanto em pequenos detalhes nas impressões quanto por produzir modelos com quase nenhuma linha de camada visível. Para comparação, cada camada em uma impressora de resina tem tipicamente 25 a 100 mícrons de espessura, enquanto as camadas de impressoras de filamento têm tipicamente 100 a 300 mícrons de espessura. Mesmo ao imprimir com espessura de camada de 100 mícrons em ambas as tecnologias, as peças impressas em resina 3D são muito mais detalhadas e precisas.

As impressoras de resina são capazes de capturar detalhes muito finos porque a resolução de cada camada é definida pelo tamanho dos pixels na tela LCD, que normalmente estão na faixa de 50 mícrons para impressoras 3D MSLA de consumo.  

Se você deseja fazer objetos detalhados, como minifiguras, peças de joias, aplicações dentárias ou peças em que a alta precisão é crítica, as impressoras de resina são uma ótima opção.

Velocidade de impressão de resina vs impressão 3D de filamento FDM

Com configurações típicas, as impressoras de filamento podem produzir objetos únicos com bastante rapidez. Se você adicionar mais objetos à mesa de impressão, o tempo de impressão aumentará proporcionalmente. Isso ocorre porque o bico deve traçar cada parte individualmente. Impressoras de resina como impressoras MSLA e DLP podem imprimir várias peças com o mesmo tempo de impressão de um único objeto. o Exposição de LCD e DLP cada camada por um período fixo de tempo, independentemente de quantas peças você está imprimindo. Nesses casos, a resina geralmente pode ser substancialmente mais rápida para casos em que você precisa de muitas peças.

 A durabilidade da peça impressa em Resina vs filamento FDM

As peças impressas a partir de filamentos utilizam materiais termoplásticos com as suas propriedades termoplásticas conhecidas. Além do PLA de uso geral, você pode usar materiais alternativos, como PETG e ABS, que oferecem maior resistência e resistência ao calor/UV para peças usadas ao ar livre. As peças impressas por uma impressora 3D FDM têm substancialmente menor resistência quando as forças estão atuando nas camadas. O que significa que a força no eixo Z é geralmente muito mais fraca em comparação com a força na direção XY. Portanto, é fundamental considerar a orientação das peças para maximize força.

Impressões de resina padrão são bastante frágeis e normalmente não são preferidas para peças funcionais que serão expostas a força substancial ou envelhecimento. Além disso, para resinas padrão, a exposição à luz solar faz com que as impressões fiquem mais fracas com o tempo. Para aplicações externas, é importante selecionar as resinas certas que possam resistir ao envelhecimento UV. Além disso, é importante ler a ficha técnica de cada material para entender suas propriedades.

 Volume de construção e velocidade de impressão em resina versus impressão 3D de filamento FDM.

Quando você deseja imprimir peças grandes, as impressoras de filamento têm uma vantagem. Impressoras 3D FDM de nível básico como a Creality Ender 3 têm um volume de construção de 220 x 220 x 250 mm. Para impressoras de filamento FDM, um volume de construção maior é mais fácil de desenvolver e impressoras maiores são mais fáceis de encontrar.

As impressoras 3D de resina de nível básico têm um volume de construção menor.

Facilidade de uso e pós-processamento resina vs filamento

As impressoras 3D de resina são simples de configurar, a resina fotopolimérica pode adicionar algumas complicações. É importante notar que a resina líquida é um produto químico. É importante ler a ficha de dados de segurança antes de usar uma nova resina. A SDS também informará os EPI's para usar, como usar luvas sempre que houver a chance de entrar em contato com a resina. Além disso, algumas resinas podem ter um odor distinto e é recomendável manter as impressoras 3D de resina em uma área bem ventilada. O odor da resina varia de resina para resina.

A impressão 3D em resina sempre requer pós-processamento, enquanto isso é opcional para impressão de filamento FDM. As impressões concluídas têm resina fotopolímero líquida remanescente na superfície quando terminam. Você precisará lavar e pós-curar as peças impressas em resina. Os solventes de lavagem podem ser álcool isopropílico (IPA), etanol. O solvente ficará saturado com resina e se tornará ineficaz após usá-lo algumas vezes. Quando a eficácia cair, é aconselhável renovar o solvente de lavagem e descartá-lo seguindo as regulamentações locais.

 As impressoras de filamento são mais fáceis de usar depois de configuradas. Todos os materiais podem ser manuseados com segurança sem proteção e nenhum pós-processamento é necessário para a maioria das impressões. Após a impressão, as estruturas de suporte (se o modelo tiver pontes) devem ser removidas e o pós-processamento adicional é opcional. Lixar ajuda a obter superfícies mais suaves.

Por exemplo, você pode suavizar peças impressas em PLA 3D pulverizando acetona na superfície. Leia as instruções antes de tentar isso porque também reduz a precisão!

 

Suavização da superfície de peças impressas em 3D com filamento PLA.

  Qual usar?

Em poucas palavras: se a alta precisão e o acabamento suave são sua principal prioridade e se o custo é de pouca importância para um trabalho de impressão, use uma impressora SLA. Se o custo é fator chave, use uma impressora FDM.

Quando usar FDM

• Prototipagem rápida
• Construindo modelos de baixo custo
• Ótimo para amadores e criadores
• Quando a precisão e o acabamento da superfície não são cruciais

Quando usar SLA

• Quando detalhes e/ou um acabamento superficial muito liso são cruciais
• Quando a resistência e a durabilidade do modelo não são cruciais (os modelos feitos de resina podem sofrer quando expostos ao sol por longos períodos)
• Para criar moldes para fundição para facilitar a produção em massa (por exemplo, por fabricantes de jóias ou brinquedos)

 Custo em resina vs impressão 3D de filamento FDM

Anos atrás, comprar uma impressora 3D de resina era muito mais caro em comparação com uma impressora 3D de filamento. Com a introdução das impressoras 3D de resina MSLA baseadas em LCD de baixo custo, isso mudou. Devido a essa tecnologia, as impressoras 3D de resina de baixo custo têm o mesmo preço que as impressoras 3D de filamento de nível básico. Você tem muitas opções quando procura uma impressora 3D de resina econômica ou uma impressora 3D de filamento econômica.  

Custos contínuos em resina e impressão 3D FDM

É importante considerar a perda total de propriedade de uma impressora 3D, porque os custos contínuos podem ser uma parte mais substancial do custo total do que o preço de compra da própria máquina. A maioria dos custos contínuos são os materiais que você usa para fazer as peças: o filamento ou a resina.

No geral, o custo da resina é maior por quilograma, mas você provavelmente usará menos com uma impressora de resina devido ao seu tamanho de construção menor. Se estiver planejando imprimir peças maiores em sua impressora de resina, você pode reduzir o uso de resina tornando as peças ocas e incluindo um orifício de drenagem para permitir que a resina não utilizada na cavidade central seja drenada. Além disso, você deve contar os custos dos solventes de lavagem e é altamente recomendável comprar uma unidade de lavagem e uma unidade de cura para obter os melhores resultados. Para impressoras de filamento, as peças normalmente usam um padrão de preenchimento de malha, o que economiza material.

Os custos adicionais para impressão 3D em resina são o filme FEP no fundo do tanque de resina e, ocasionalmente, uma nova tela LCD quando sua impressora usa a tecnologia MSLA. Para impressão 3D de filamento, a extrusora que empurra o filamento e a extremidade quente que o derrete antes de depositá-lo na peça são geralmente as primeiras peças que precisam ser substituídas. As impressoras de filamento FDM requerem um pouco mais de manutenção, mas as diferenças são pequenas.