پرینتر سه بعدی SLA یا DLP؟ کدام را انتخاب کنیم؟
اغلب افرادی که می‌خواهند وارد دنیای چاپ سه بعدی رزینی شوند در حوزه پرینترهای رزینی، بین انتخاب پرینتر سه بعدی SLA یا DLP شک و تردید دارند؛ اما کدام یک برای ما بهتر است و چرا؟ واقعیت این است که هر دو فناوری از رزین حساس به نور استفاده می‌کنند و با تاباندن نور فرابنفش یا طیف خاص، قطعه را به‌صورت لایه به لایه تشکیل می‌دهند؛ اما روش تاباندن نور در آن‌ها متفاوت است. در SLA، یک پرتو لیزر خطی و متمرکز، رزین را طی مسیر دقیق پخت می‌کند و در DLP کل سطح لایه به یک‌باره در معرض نور پروژکتور قرار می‌گیرد. این تفاوت بنیادی باعث می‌شود هرکدام مزایا و معایب خاص خود را داشته باشند؛ مثلاً SLA در ایجاد جزئیات ظریف و سطح بسیار صاف برتری دارد و DLP غالباً سرعت بیشتری فراهم می‌کند. اکنون در ادامه، جزئیات این دو فناوری را بررسی می‌کنیم و پاسخ خواهیم داد کدام گزینه برای نیازهای شما مناسب‌تر است. با ما همراه باشید.
تفاوت پرینتر سه بعدی SLA و DLP
فناوری‌های SLA (مخفف Stereolithography) و DLP (مخفف Digital Light Processing) هردو مبتنی بر پخت یا پلیمریزاسیون رزین مایع با کمک منبع نور هستند. در هر دو روش، قطعه به‌صورت لایه‌لایه از درون مخزنی از رزین بیرون می‌آید و در نهایت جسم نهایی ساخته می‌شود. بااین‌حال، سازوکار تابش نور، سرعت و برخی پارامترهای فنی در پرینتر سه بعدی SLA یا DLP متفاوت است.
| معیار مقایسه | پرینتر سه بعدی SLA | پرینتر سه بعدی DLP |
|---|---|---|
| روش تابش نور | لیزر فرابنفش نقطه‌ای که به‌صورت خطی پخت انجام می‌دهد | پروژکتور دیجیتالی که هر لایه را به‌طور کامل پخت می‌کند |
| سرعت چاپ | بسته به سطح مقطع مدل، سرعت متغیر است | معمولاً سریع‌تر، زیرا کل لایه در یک مرحله نوردهی می‌شود |
| دقت و جزئیات | بسیار بالا، مناسب برای سطوح صاف و منحنی‌ها | خوب است اما ممکن است در سطوح خمیده اثر پیکسلی دیده شود |
| کیفیت سطح | صاف‌تر و بدون پله | ممکن است اثر پیکسلی روی سطوح دیده شود |
| حجم ساخت | در مدل‌های صنعتی حجم چاپ بزرگ قابل دستیابی است | حجم چاپ محدودتر به دلیل نیاز به پروژکتور قوی‌تر |
| هزینه دستگاه | معمولاً گران‌تر، به‌ویژه در مدل‌های صنعتی | مدل‌های رومیزی ارزان‌تر هستند، به‌ویژه با فناوری LCD |
| هزینه مواد مصرفی | رزین‌های گران‌تر و تنوع کمتر | رزین‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر و تنوع بیشتری دارند |
| تنوع رزین‌ها | رزین‌های تخصصی مهندسی، دندان‌پزشکی، مقاوم به حرارت و … | بسیاری از رزین‌های SLA قابل استفاده هستند، اما برخی رزین‌های اختصاصی DLP دارند |
| سهولت استفاده | نیازمند دانش فنی بیشتر در تنظیمات لیزر و آینه‌ها | رابط کاربری ساده‌تر، اما فرایند کلی آماده‌سازی مشابه SLA است |
| کاربردهای صنعتی | پزشکی، جواهرسازی، نمونه‌سازی مهندسی، قطعات ظریف | فیگورهای کوچک، ماکت‌های دقت‌بالا، دندان‌پزشکی، ریخته‌گری جواهر |
روش تابش و منبع نور
طبق گفته وب‌سایت xometry.com:
Stereolithography is a photopolymer-based 3D printing technology. It was first invented by Hideo Kodama in 1980. Six years later, SLS was commercialized and patented by Charles Hull. SLS works by shining a UV laser against a scanning mirror. The mirror directs the laser light in a pattern that traces out the cross-sectional pattern of a single layer of the part. This laser light polymerizes the photosensitive resin wherever it hits a solid surface – either the build platform or the previous layer. After each layer is polymerized, the build platform moves upwards. The part will thus appear to grow out of the liquid.
استریولیتوگرافی (SLA) یک فناوری چاپ سه‌بعدی مبتنی بر فوتوپلیمر است. این فناوری در سال 1980 توسط هیدئو کوداما ابداع شد. شش سال بعد، چارلز هال این روش را تجاری‌سازی و ثبت اختراع کرد. در فرایند SLA، یک لیزر فرابنفش به آینه‌ای اسکن‌کننده تابانده می‌شود. این آینه نور لیزر را در الگویی هدایت می‌کند که مقطع عرضی یک لایه از قطعه را ردیابی می‌کند. نور لیزر هر جا که به سطح جامد، مانند سکوی ساخت یا لایه قبلی برخورد کند، رزین حساس به نور را پلیمریزه می‌کند. پس‌از پلیمریزاسیون هر لایه، سکوی ساخت به‌سمت بالا حرکت می‌کند؛ درنتیجه به نظر می‌رسد که قطعه از مایع خارج می‌شود.
در مقابل، DLP از یک پروژکتور یا سیستم LED به‌همراه نمایشگر دیجیتال استفاده می‌کند. این پروژکتور هر لایه را به‌صورت یک تصویر کامل روی رزین می‌تاباند و لایه در یک مرحله پخت می‌شود. در واقع به‌جای اینکه مانند SLA نقطه به نقطه پخت شود در DLP کل سطح لایه (هرچند با رزولوشن پیکسلی) به‌یک‌باره شکل می‌گیرد.
سرعت چاپ و زمان
در SLA به‌دلیل حرکت خطی پرتو لیزر برای ترسیم تک‌تک بخش‌های لایه، سرعت چاپ بسته به اندازه و سطح مقطع مدل متغیر است. اگر قطعه حجیمی داشته باشید که سطح مقطع بزرگی در هر لایه دارد، دستگاه باید مدت بیشتری صرف کند تا لایه را ردیابی کند.
اما در DLP، هر لایه به‌صورت یک‌باره نوردهی می‌شود. به‌همین‌دلیل، برای مدل‌هایی با سطح مقطع بزرگ، ممکن است سرعت چاپ سریع‌تر باشد؛ زیرا مدت‌زمان نوردهی یکسانی برای بخش‌های کوچک و بزرگ وجود دارد. بااین‌حال در قطعات کوچک یا بسیار ظریف، تفاوت سرعت ممکن است چندان محسوس نباشد.
دقت ابعادی و جزئیات
SLA معمولاً دقت بسیار بالایی در محورهای X و Y دارد؛ چراکه پرتو لیزر می‌تواند روی نقاط بسیار ریز تمرکز کند. لایه‌ها به‌صورت پیوسته پخت می‌شوند و نتیجۀ کار یک سطح بسیار صاف با جزئیات زیاد، به‌ویژه در سطوح منحنی، خواهد بود.
اما در DLP خروجی نهایی کمی ماهیت پیکسلی دارد؛ زیرا پرتوی نور از طریق میلیون‌ها آینه میکروسکوپی یا پیکسل‌های LED تابانده می‌شود. این ساختار گاهی باعث می‌شود در سطوح خمیده، نمای پیکسلی ملایمی مشاهده شود. در بسیاری از پرینترهای DLP جدید با افزایش رزولوشن پروژکتور این مشکل کاهش یافته و در نگاه عادی قابل‌تشخیص نیست.
کیفیت سطح
در SLA به‌دلیل اسکن خطی لیزر، سطح نهایی اغلب صاف‌تر و بدون پله ظاهری است. برای ساخت مدل‌های ارگانیک، مجسمه‌ها یا قطعاتی که ظاهر بسیار مهم است، SLA می‌تواند گزینه مناسبی باشد. در DLP هم سطح مدل‌ها می‌تواند کیفیت بالایی داشته باشد؛ اما ممکن است با دقت بالا متوجه رد پیکسل (Pixelation) روی برخی سطوح خمیده شوید.
اندازه و حجم ساخت
ابعاد چاپگر SLA تأثیر چندانی بر کیفیت چاپ نمی‌گذارد؛ زیرا نقطه لیزر صرف‌نظر از اندازه مخزن رزین، همچنان می‌تواند با همان ضخامتی که طراحی شده است، لایه را پخت کند. به‌همین‌دلیل، برخی پرینترهای SLA صنعتی با حجم‌های چاپ بسیار بزرگ در بازار موجودند.
اما در فناوری DLP، اگر بخواهیم حجم چاپ را بزرگ کنیم، نیاز داریم پروژکتور قوی‌تر و با رزولوشن بالاتری تهیه کنیم. درغیراین‌صورت با فاصله گرفتن از سطح منبع نور، رزولوشن کاهش می‌یابد؛ بنابراین پرینترهای DLP معمولاً حجم چاپ کمتری نسبت به SLA دارند (مگر در مدل‌های صنعتی و گران‌قیمت که از پروژکتورهای قدرتمند استفاده می‌شود).
هزینه دستگاه و مواد مصرفی
در مقایسه پرینتر سه بعدی SLA یا DLP باید گفت که پرینترهای SLA صنعتی اغلب گران هستند؛ اما در سال‌های اخیر مدل‌های رومیزی با قیمت‌های مناسب‌تری وارد بازار شده‌اند (مثلاً محصولات Formlabs). بااین‌حال، نگهداری و تعویض لیزر یا آینه‌ها می‌تواند هزینه‌بر باشد. رزین‌های مخصوص SLA نیز بسته به برند، قیمت قابل‌توجهی دارند و تنوع کمتری در رنگ و ویژگی‌های مکانیکی نسبت به برخی متریال‌های FDM دارند.
اما پرینترهای رزینی رومیزی محبوب DLP مانند مدل‌های ارزان‌قیمت Anycubic یا Elegoo بیشتر از فناوری LCD یا Msla استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها معمولاً با هزینه کمتر عرضه می‌شوند.
تنوع مواد و کاربردها
طیف رزین‌های تخصصی SLA (مهندسی، شفاف، دندان‌پزشکی، مقاوم به حرارت و…) توسط برندهای صنعتی تولید می‌شوند. برخی رزین‌ها ترکیبات جدیدی دارند که خواص مکانیکی شبیه ABS یا پلی‌کربنات دارند. بیشتر رزین‌هایی که برای SLA تولید می‌شوند، معمولاً در DLP نیز قابل‌استفاده‌اند (به شرط تطابق طول موج). البته برخی رزین‌ها اختصاصاً برای DLP توسعه داده شده‌اند که چسبندگی لایه‌ها و سرعت پخت بالاتری دارند؛ اما به‌صورت کلی تنوع رزین در هر دو فناوری نزدیک است.
سطح مهارت لازم
در مقایسه پرینتر سه بعدی SLA یا DLP باید گفت که به‌کارگیری برخی پرینترهای SLA (به‌ویژه مدل‌های صنعتی) به مهارت و دانش فنی بالایی نیاز دارد. تنظیمات لیزر، کالیبراسیون آینه‌ها و مسائل امنیتی مربوط به لیزر از چالش‌های آن است؛ اما بسیاری از پرینترهای DLP رومیزی رابط کاربری ساده‌ای دارند. بااین‌حال، فرایند کلی آماده‌سازی و تمیزکاری رزین مشابه SLA است و کاربر باید اصول کار با رزین (مانند استفاده از دستکش و تهویه مناسب) را رعایت کند.
مصارف صنعتی و خانگی
SLA در حوزه‌های پزشکی (مثلاً ساخت قالب‌های دندان‌پزشکی و پروتزهای گوش و مفاصل ظریف)، هنرهای ظریف (جواهرسازی) و نمونه‌سازی مهندسی که به سطح پرداخت عالی نیاز دارد، کاربرد فراوان دارد. این فناوری برای تولیدات انبوه یا قطعات نهایی هم استفاده می‌شود؛ اما بیشتر نقش نمونه‌سازی و تولید کوتاه‌مدت دارد.
در انسو در در مقایسه پرینتر سه بعدی SLA یا DLP باید گفت که DLP در ساخت فیگورهای کوچک، ماکت‌های دقت‌بالا، قطعات دندان‌پزشکی و ریخته‌گری جواهر (Wax-like Resin) بسیار مرسوم است. همچنین از نظر قیمتی، گزینٔ جذاب‌تری برای کارگاه‌های کوچک یا کاربران خانگی است که می‌خواهند با هزینه معقول رزین‌پرینت داشته باشند.
شباهت پرینتر سه بعدی SLA و DLP
با وجود تفاوت‌های مطرح‌شده، SLA و DLP در برخی موارد کاملاً هم‌پوشانی دارند:
- هر دو از رزین حساس به نور استفاده می‌کنند که پس‌از قرار گرفتن در معرض طول‌موج خاصی از نور، پلیمریزه و سخت می‌شود.
- در هر دو روش، برای قطعاتی که بخش‌های آویزان یا معلق دارند باید سازه‌های حمایتی (Support) طراحی شود تا در طول فرایند چاپ، بخش‌های توخالی یا معلق حفظ شوند.
- در مقایسه با فناوری FDM، هر دو روش رزینی قادرند جزئیات بسیار ریز را با دقت و ظرافت بالا تولید کنند.
- پس‌از اتمام چاپ، قطعه نیاز به شست‌وشو در الکل یا حلال دارد تا رزین اضافی پاک شود. سپس اغلب قطعه در معرض نور UV ثانویه قرار می‌گیرد تا سختی و استحکام نهایی را بگیرد.
- به‌دلیل توانایی ساخت جزئیات بسیار ظریف، هر دو روش برای ساخت الگوهای ریخته‌گری جواهر، ماکت‌های دندان‌پزشکی و پروتزها عالی هستند.
پرینتر سه بعدی SLA یا DLP؟ کدام بهتر است؟
انتخاب میان پرینتر سه بعدی SLA یا DLP اغلب به نیازهای پروژه و میزان بودجه شما بستگی دارد. اگر اولویت با جزئیات دقیق و سطح فوق‌العاده صاف باشد و می‌خواهید قطعات نسبتاً بزرگ بسازید، SLA گزینه جذاب‌تری است؛ اما باید درنظر بگیرید که دستگاه‌های SLA پیشرفته ممکن است هزینه بالاتری داشته باشند و کمی آهسته‌تر چاپ کنند.
در سوی دیگر، DLP سرعت بهتری در پرینت لایه‌ها دارد، به‌ویژه اگر بخواهید یک پلتفرم پر از قطعات هم‌اندازه یا چند شیء با سطح مقطع زیاد چاپ کنید. همچنین پرینترهای رومیزی DLP اغلب مقرون‌به‌صرفه‌تر از SLA هستند و جامعه کاربری فعال‌تری در بازار خانگی دارند. البته باید با مسئله پیکسلی‌شدن لایه‌ها کنار بیایید؛ گرچه در رزولوشن‌های بالا این مشکل بسیار جزئی و تقریباً ناپیداست.
سخن پایانی
در مقایسه پرینتر سه بعدی SLA یا DLP باید گفت هر دو فناوری رزینی هستند؛ اما با رویکردهای متفاوت در تابش نور دارند. SLA با لیزر دقت و صافی سطح بالاتری می‌دهد و برای قطعات بزرگ بهتر است و DLP با پروژکتور، سرعت بیشتری دارد و اغلب ارزان‌تر است.
