Technologia druku 3D, znana również jako wytwarzanie addytywne, zrewolucjonizowała sposób, w jaki projektujemy i produkujemy przedmioty. Od prototypowania po produkcję masową, druk 3D oferuje niezrównaną elastyczność i możliwości. Jednakże, na rynku dostępnych jest wiele różnych technologii druku 3D, z których każda ma swoje unikalne cechy, zalety i ograniczenia. Zrozumienie tych różnic jest kluczowe dla wyboru odpowiedniego rozwiązania dla konkretnego zastosowania. W tym artykule dokonamy porównania najpopularniejszych technologii druku 3D, aby pomóc Ci podjąć świadomą decyzję.

Fused Deposition Modeling (FDM) / Fused Filament Fabrication (FFF)

Modelowanie osadzania stopionego materiału (FDM), często określane jako wytwarzanie z wykorzystaniem stopionego filamentu (FFF), jest prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnioną i dostępną technologią druku 3D, szczególnie w segmencie konsumenckim i edukacyjnym. Polega ona na wytłaczaniu stopionego tworzywa sztucznego (zwykle w formie filamentu nawiniętego na szpulę) przez podgrzewaną dyszę, która nakłada materiał warstwa po warstwie na platformę roboczą.

• Zalety: Niska cena urządzeń i materiałów, szeroka gama dostępnych filamentów (PLA, ABS, PETG, nylon, TPU), stosunkowo prosta obsługa.
• Ograniczenia: Niższa precyzja i jakość powierzchni w porównaniu do innych technologii, widoczne linie warstw, ograniczona możliwość drukowania skomplikowanych geometrii bez podpór.
• Zastosowania: Prototypowanie, tworzenie modeli koncepcyjnych, narzędzia, części zamienne, edukacja.

Stereolitografia (SLA)

Stereolitografia (SLA) była jedną z pierwszych technologii druku 3D, która zyskała popularność. Wykorzystuje ona światłoczułą żywicę płynną, która jest utwardzana przez światło lasera UV lub projektora cyfrowego. Laser lub projektor precyzyjnie śledzi kształt każdej warstwy, utwardzając żywicę, która następnie jest unoszona, a kolejna warstwa jest tworzona.

• Zalety: Bardzo wysoka precyzja i gładka powierzchnia wydruku, możliwość tworzenia bardzo szczegółowych i złożonych geometrii, szeroki wybór żywic o różnych właściwościach (elastyczne, twarde, odporne na ciepło).
• Ograniczenia: Wyższa cena urządzeń i materiałów, konieczność post-processingu (mycie, utwardzanie UV), żywice mogą być toksyczne i wymagać ostrożności w obsłudze, mniejsza wytrzymałość mechaniczna w porównaniu do niektórych filamentów FDM.
• Zastosowania: Produkcja biżuterii, modele dentystyczne, precyzyjne prototypy, figurki, elementy wymagające bardzo gładkiej powierzchni.

Digital Light Processing (DLP)

Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP) jest podobne do SLA, ale zamiast lasera wykorzystuje projektor cyfrowy do utwardzania całej warstwy żywicy na raz. Pozwala to na szybsze drukowanie, zwłaszcza przy większych obiektach lub wielu obiektach jednocześnie.

• Zalety: Szybkość drukowania w porównaniu do SLA, wysoka precyzja i jakość powierzchni, możliwość drukowania dużych obiektów.
• Ograniczenia: Podobne do SLA – wyższa cena, konieczność post-processingu, obsługa żywic. Jakość wydruku może być nieco niższa niż w przypadku SLA, jeśli projektor nie jest najwyższej jakości.
• Zastosowania: Produkcja na małą skalę, modele dentystyczne, prototypowanie, produkcja form.

Selective Laser Sintering (SLS)

Selektywne spiekanie laserowe (SLS) to technologia, która wykorzystuje laser do spiekania proszku tworzywa sztucznego (najczęściej nylonu) warstwa po warstwie. Niespieczony proszek stanowi naturalne wsparcie dla drukowanego obiektu, eliminując potrzebę drukowania dodatkowych struktur podporowych.

• Zalety: Wysoka wytrzymałość mechaniczna wydrukowanych części, możliwość drukowania złożonych geometrii bez podpór, dobra jakość powierzchni, możliwość drukowania z różnych materiałów proszkowych (np. nylon, TPU, PEEK).
• Ograniczenia: Bardzo wysoka cena urządzeń i materiałów, skomplikowana obsługa i konieczność specjalistycznego środowiska, ograniczony wybór materiałów w porównaniu do FDM.
• Zastosowania: Produkcja funkcjonalnych części, prototypy wytrzymałościowe, narzędzia, części lotnicze i samochodowe.

Material Jetting (MJ) / PolyJet

Jetting materiałowy (MJ), często znany pod nazwą handlową PolyJet (firmy Stratasys), działa na zasadzie podobnej do drukarki atramentowej, ale zamiast tuszu, nanosi krople światłoutwardzalnej żywicy na platformę roboczą. Następnie światło UV utwardza te krople. Technologia ta umożliwia drukowanie z wielu materiałów jednocześnie, tworząc obiekty wielokolorowe i o różnych właściwościach.

• Zalety: Niezwykła precyzja i gładkość powierzchni, możliwość drukowania z wielu materiałów jednocześnie (np. tworzywo twarde i elastyczne w jednym obiekcie), tworzenie realistycznych modeli z pełnym odwzorowaniem kolorów i tekstur.
• Ograniczenia: Bardzo wysoka cena urządzeń i materiałów, wydrukowane części mogą być mniej wytrzymałe mechanicznie niż te wykonane metodą SLS.
• Zastosowania: Wizualizacja produktów, modele medyczne, prototypy o wysokiej wierności, formy wtryskowe.

Podsumowanie i wybór technologii

Wybór odpowiedniej technologii druku 3D zależy od wielu czynników, w tym od budżetu, wymagań dotyczących precyzji, jakości powierzchni, wytrzymałości mechanicznej, złożoności geometrii oraz rodzaju materiału. Dla początkujących i do tworzenia prostych prototypów, FDM/FFF jest zazwyczaj najlepszym i najbardziej ekonomicznym wyborem. Jeśli kluczowa jest wysoka precyzja i gładka powierzchnia, a budżet na to pozwala, SLA lub DLP będą doskonałym rozwiązaniem. Dla aplikacji wymagających wysokiej wytrzymałości mechanicznej i złożonych geometrii, warto rozważyć SLS. Natomiast do tworzenia bardzo realistycznych modeli z wieloma materiałami i kolorami, idealne będzie Material Jetting. Zrozumienie tych podstawowych różnic pozwoli Ci na efektywne wykorzystanie potencjału druku 3D w Twoich projektach.