3D打印：FDM、SLA、SLS 比较
选择正确的3D打印技术对于项目的成功至关重要。目前有三种不同的工艺可供选择：FDM、SLA和SLS。它们在成本、质量、材料和操作复杂性方面存在巨大差异。深入了解它们的优缺点，有助于为原型、小批量生产或功能性组件选择合适的技术。
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简介
FDM、SLA和SLS指的是三种将塑料逐层构建成零件的方法。每种工艺使用不同的原材料：FDM使用长丝（Filament），SLA使用液态树脂，SLS使用粉末。这些差异极大地影响了打印部件的特性，并决定了特定应用中技术的选择。
技术细节
在FDM中，塑料长丝通过一个加热喷嘴熔化，并作为薄层挤出到打印床上。零件就这样一层一层地形成。典型的FDM材料是热塑性塑料，如PLA、ABS、PETG或TPU，它们以线轴形式提供并被送入挤出机。这种工艺坚固耐用，相对容错，因此广泛应用于业余爱好、夹具和简单功能原型领域。 FDM-Druck (Fused Deposition Modeling) SLA的工作方式不同：一个构建平台浸入装有液态树脂的槽中，紫外激光或投影仪逐层固化所需的几何形状。结果是表面非常光滑、细节精细、尺寸精度高，因为每一层都通过光学方式（即基于像素或激光）来定义。使用的树脂种类繁多，包括脆性标准材料、耐热或柔性变体，以及特殊的配方，例如生物相容性配方。
SLA (Stereolithografie) SLS最终使用粉末床：细小的塑料粉末（通常是尼龙）薄层被铺设，激光只在需要形成零件的位置熔化粉末。未熔化的粉末在打印过程中支撑着零件，因此不需要单独的支撑结构，可以实现内部有通道的非常复杂的几何形状。所得零件具有机械强度，通常具有近乎各向同性的特性，适用于功能性原型、小批量生产以及承受冲击或温度负荷的应用。
SLS (Selective Laser Sintering) 简单来说：FDM使用长丝，SLA使用液态树脂，SLS使用粉末床——这三种3D打印塑料零件的方式在细节上有很大不同。
FDM、SLA和SLS关键特性的清晰比较，展示了每种技术的优缺点。
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SLS长期以来一直仅限于大型工业设备，起价约为20万美元。但台式工业系统降低了入门门槛；如今，一套完整的SLS设置（包括打印机、粉末管理和后处理）成本约为6万美元，而带除粉套件的打印机起价已低于3万美元。其他供应商将SLS系统定位在约6万至10万美元的范围内，并推动着一场关于紧凑型、“经济实惠”SLS打印机的竞争。
在实践中，已经形成清晰的使用模式：FDM主要用于成本较低的原型、夹具和较大的零件，且可见的层纹线可以接受。SLA是高细节设计和功能原型、医疗模型、牙科应用或铸造模具的标准选择，重点在于表面质量和尺寸精度。SLS主要用于功能性塑料件、复杂几何形状、卡扣、铰链和小批量生产，其中机械性能和设计自由度比直接从打印机上取下的完美表面更重要。
FDM、SLA和SLS之间的选择很少仅仅取决于技术本身，而是预算、风险承受能力和零件实际应用要求的综合考量。许多初学者选择FDM，因为购买成本和材料最便宜，并且相对容易容忍错误。而如果需要展示精细细节、光滑表面和精确匹配的原型，则会很快转向SLA——尽管材料成本更高，且需要额外的后处理步骤。
乍一看，SLS通常显得过于庞大，但在专业环境中，一旦每周需要打印大量零件，并且希望后处理量尽可能少，成本效益就会逆转。粉末床替代了支撑结构，零件可以紧密堆叠在构建空间内，处理工作通常仅限于吹扫和清洁——这显著降低了每个零件的人工时间。SLA也提供了一个可良好标准化的工作流程，具有自动化清洗和固化过程，而FDM虽然提供便宜的零件，但在处理复杂几何形状时需要大量手动去除支撑结构和表面精加工。
制造商自然会根据自身重点来宣传这些差异：树脂打印机供应商乐于强调表面质量和精度，而FDM制造商则以材料多样性、构建体积和速度为论据。独立的比较指南从中提炼出简单的决策规则，例如“FDM用于简单的功能原型，SLA用于细节模型，SLS用于坚固的最终零件”，并试图透明地并列展示各种工艺的优缺点。这对您意味着：每个建议背后都有一个背景——如果能有意识地考虑到这个背景，而不是仅仅看排名，您的项目就会受益。
这个视频生动地解释了FDM、SLA和SLS零件在材料、表面和细节上的区别，通过并列展示实际零件并评论其特性。
3D打印的三位主要参与者：FDM、SLA和SLS——每种技术都有其独特的特性和应用领域。
事实与神话
许多比较文章声称，SLA在三种工艺中提供最高的细节精度和最光滑的表面。这一说法得到了充分证实，因为SLA在技术指南中一直被描述为具有最高分辨率和最严格公差的技术。将FDM、SLA和SLS进行对比的概述将FDM归类为中等细节质量，SLS表面略粗糙、呈哑光，而SLA则具有最精细的结构和视觉上非常高质量的模型。
同样有充分依据的评估是，FDM是成本最低的入门工艺，无论是打印机还是材料方面。SLA树脂和SLS粉末通常每升或每公斤价格在两位数到三位数的美元范围内，而FDM长丝每公斤起价仅约20美元，即使是工程塑料，也明显低于其他两种工艺的材料价格。
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此外，SLS不需要单独的支撑结构也得到了充分证实，因为未熔化的粉末在打印过程中支撑着零件，从而实现了复杂的、甚至内部的几何形状。技术描述和应用说明突出强调了这一优势，特别是涉及空腔、悬垂或互锁机制时。
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哪个工艺客观上最快仍然不明确，因为答案很大程度上取决于零件尺寸、层高、填充密度、冷却时间和机器类型。比较显示，快速的树脂打印机在单个、高细节零件方面通常领先，SLS在构建空间完全利用时能达到每个任务的最高零件数量，而FDM在简单、较小的零件方面仍具有竞争力——因此，没有一个笼统的速度冠军。
同样难以一概而论的问题是，哪个工艺总是每个零件“最经济”的，因为除了材料成本，机器价格、折旧、利用率、能源和人工成本也起着作用。可靠的成本计算器建议，应始终考虑自己的使用情况、典型的件数和系统的计划运行时间，而不是不加批判地采纳简单的每个零件的欧元价值。
错误/误导性说法
广泛流传的说法是，SLS只适用于大型企业，对于小型公司或雄心勃勃的创客来说完全遥不可及，这种说法不再绝对成立。虽然采购成本仍明显高于FDM和SLA，但随着台式工业系统（打印机起价不到3万美元，整套生态系统约为6万美元）的出现，SLS对于小型公司的开发部门和专业服务提供商来说也变得现实。
同样具有误导性的是，声称FDM零件在机械性能上总是无法与SLA和SLS相提并论。通过正确的材料选择、合适的层高、足够的壁厚和聪明的零件方向设计，可以制造出对许多夹具、外壳和功能原型来说足够坚固的FDM零件，尽管SLS在各向同性特性和疲劳寿命方面总体仍占优势。
关于树脂打印“对办公室或小型工作室来说太过危险”的看法也是片面的；事实上，存在明确声明的、经过认证的树脂，以及制造商提供的全面的安全和处置指南。只要实施了通风、个人防护设备和按照安全数据表进行处置，SLA打印就可以在受控条件下运行——尽管如此，在决定在工作场所使用树脂打印机之前，您仍应始终检查最新的产品信息和当地法规。
用FDM、SLA和SLS技术制造的测试样本的视觉比较，以突出不同的表面质量和材料特性。
结论与展望
最终，没有一种3D打印技术可以做到完美；每种工艺都有其明显的优点和明确的局限性。FDM为简单到中等强度的塑料零件提供了最经济和最灵活的入门方式，SLA提供最高的细节精度和光滑表面，而SLS则在坚固、复杂的组件和不断增加的件数方面发挥其优势。如果您诚实地定义您的需求，比较一些样品，并考虑隐藏成本（如后处理和停机时间），您就可以选择一种在技术和经济上都真正适合您项目的技术。
好消息是：您不必做出最终决定。许多团队从FDM开始，后来为细节任务补充SLA，或者在项目变得更复杂、件数更大时使用SLS服务提供商。如果您有意地理解FDM、SLA和SLS之间的区别，这种看似困难的选择就会变成一个工具，让您可以有针对性地将想法转化为坚固的部件。
本次网络研讨会提供了FDM、SLA和SLS的历史、应用领域和决策标准的紧凑概述，并通过实际案例展示了企业为何从一种工艺转向另一种工艺。
待解决的问题
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关于新材料的长期稳定性、树脂和长丝的老化以及粉末和清洁化学品的持续性等问题尚未完全解决。研究概述显示，打印参数、材料选择和零件方向对机械性能的影响有多大，以及对于关键应用——例如安全相关部件——进行自己的测试以确保安全的重要性，而不是仅仅依赖数据表。
此外，还有监管问题：一旦3D打印零件用于医疗设备、车辆或其他安全相关应用，适用的标准和认证程序就会不断发展。特别是在生物相容性树脂、灭菌尼龙零件或具有防火要求的部件方面，检查材料制造商的最新认证和测试报告至关重要，而不是依赖旧版本或营销声明。
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