SLA und SLS
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Martin.Mu

Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Spezialisiert auf CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Urethanguss, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss, Blech und Extrusion.

Der ultimative Leitfaden zu SLS und SLA

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SLA und SLS sind die beiden beliebtesten Prozesse in 3D-Druckdienste. Beide verwenden Laser, um schnell kundenspezifische Teile herzustellen. Viele Unternehmen oder Designbegeisterte haben Schwierigkeiten, sich zwischen den beiden Verfahren zu entscheiden, oder kennen den Unterschied überhaupt. Sowohl SLA als auch SLS haben einzigartige Vorteile, unterscheiden sich jedoch in Bezug auf Druckmaterialien, Laserenergie, Geschwindigkeit, Genauigkeit, Preis usw. Ein großer Vorteil von SLS gegenüber SLA ist die Zeit, die zur Herstellung des Teils benötigt wird. SLS hat kürzere Lieferzeiten. Dadurch können täglich mehr Prototypenteile hergestellt werden. Wenn jedoch Präzisionsdetails wichtig sind, wäre SLS die beste Wahl, da es Teile mit engeren Toleranzen herstellen kann. In diesem Artikel helfen wir Ihnen, die Unterschiede zwischen SLA und SLS zu verstehen und geben Ihnen konstruktive Vorschläge für die Auswahl des richtigen Prozesses zur Erstellung von Prototypen.

SLA ist eine der frühesten 3D-Drucktechnologien, auch bekannt als Stereolithographie. Dabei handelt es sich um eine Technologie, die Laser (Ultraviolett) verwendet, um flüssiges Harz zu verfestigen, um Schicht für Schicht maßgeschneiderte Teile zu erstellen. Von allen 3D-Drucktechnologien (additive Fertigung) bieten SLA-Teile die höchste Auflösung und Genauigkeit, die schärfsten Details und die glatteste Oberflächenbeschaffenheit, was sie ideal für die Erstellung komplexer und schön aussehender Prototypen macht.

SLA

Wie funktioniert SLA?

Laden Sie vor dem Drucken die STL-Datei auf den SLA-Drucker hoch und geben Sie Dicke, Winkel und andere Details vor. Gießen Sie dann ausreichend SLA-Harz in einen sauberen Materialpool. Wenn ein SLA-Drucker seine Arbeit aufnimmt, führen computergesteuerte Spiegel den Laser zu den richtigen Koordinaten, scannen und verfestigen die Form des 3D-Designs. Nachdem eine Schicht ausgehärtet ist, wird das Druckbett auf eine voreingestellte Dicke abgesenkt, typischerweise 0.1 mm; Der Drucker härtet das Harz weiter aus, bis das Teil fertig ist. Nach dem Drucken muss das Teil mit Isopropylalkohol (IPA) gespült werden, um nicht ausgehärtetes Harz von der Oberfläche zu entfernen. Nachdem das gespülte Teil getrocknet ist, müssen einige Materialien nachgehärtet werden, ein Prozess, der dem Teil hilft, maximale Festigkeit und Stabilität zu erreichen. Entfernen Sie abschließend die Stützen vom Teil und schleifen Sie die restlichen Spuren der Stützen ab, um eine saubere Oberfläche zu erhalten. Fahren Sie dann mit der Nachbearbeitung, der Ultraschallreinigung, der Entfernung des Stützmaterials, dem erneuten Aushärten des gedruckten Teils, dem Schleifen, Sandstrahlen und Lackieren usw. fort.

Was ist SLS?

SLS (Selektives Lasersintern) ist eine 3D-Drucktechnologie, bei der mithilfe eines Lasers kleine Partikel aus Kunststoff-, Metall-, Glas- oder Keramikpulver zu einem festen Teil zusammengeschmolzen werden. SLA (Stereolithographie) verwendet einen ultravioletten (UV) Laser, um ein lichtempfindliches Harz in die gewünschte Form auszuhärten (zu härten).

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Wie funktioniert SLS?

SLS-Drucker verfügen über eine Bauplattform, einen Pulverbehälter, eine Nachbeschichtungsklinge, einen Hochenergielaser, eine Heizung, ein Galvanometer und eine Pulverzuführung.

Erster Schritt des Druckens: Bauplattform und Pulverbehälter auf eine Temperatur knapp unter dem Schmelzpunkt des SLS-Materials vorheizen. Das Pulver wird in einer dünnen Schicht auf der Baukammerplattform verteilt. Eine dünne Pulverschicht wird von einer Beschichtungsklinge über die Bauplattform verteilt. Anschließend scannt ein Laser die Form der Pulverschicht, sintert sie, erhitzt das Pulver selektiv und verschmilzt die alte und die neue Schicht miteinander. Das ungeschmolzene Pulver stützt das Teil während des Druckvorgangs, sodass keine speziellen Stützstrukturen erforderlich sind. Die Bauplattform wird auf eine bestimmte Dicke abgesenkt, typischerweise zwischen 50 und 200 Mikrometer, und die Beschichtungsklinge verteilt eine neue Pulverschicht und wiederholt den Vorgang mit jeder Schicht, bis das Prototypteil fertig ist.

Der zweite Schritt ist das Abkühlen. Nach dem Drucken des Prototypteils gibt es einen zusätzlichen Prozess, nämlich das Abkühlen. Die Abkühlzeit kann je nach Größe und Anzahl der Teile bis zu 12 Stunden dauern. Der Kühlprozess schützt gedruckte Teile vor Verzug und optimiert die mechanischen Eigenschaften.

Der dritte Schritt ist die Oberflächenbehandlung. Beginnen Sie damit, überschüssiges Pulver vom SLS-Druckteil aus der Baukammer zu entfernen. Diese verbleibenden Pulver können recycelt und wiederverwendet werden, was die SLS-Technologie kostengünstig macht. Darüber hinaus sind Sandstrahlen, Schleifen, Lackieren und Pulverbeschichten Oberflächenbehandlungsoptionen für die Herstellung kundenspezifischer SLS-Prototypenteile.

Vergleich zwischen SLA und SLS

Das SLA-3D-Druckverfahren erschien erstmals in den frühen 1970er Jahren, als der japanische Forscher Dr. Hideo Kodama das moderne schichtweise Stereolithographieverfahren erfand, bei dem ultraviolettes Licht zum Aushärten von Photopolymeren verwendet wird. Der Begriff Stereolithographie wurde von Charles (Chuck) W. Hull geprägt, der die Technologie 1986 patentierte und 3D Systems gründete, um sie zu kommerzialisieren. Im Jahr 1992 wurde das SLA-Verfahren weiterentwickelt, wodurch es möglich wurde, komplexere Teile herzustellen und Teile schneller herzustellen. Dr. Carl Deckard und Dr. Joe Beaman erfanden die SLS-Technologie in den 1980er Jahren an der University of Texas in Austin. Diese beiden additiven Fertigungstechnologien sind die ältesten 3D-Drucktechnologien.

Was sind die Vorteile von SLA gegenüber SLS?

1.SLA-Prototypteile bieten eine höhere Auflösung als SLS-Prototypteile.

2. Die Oberflächenbeschaffenheit der von SLA hergestellten Teile ist besser als die von SLS. SLA-Teile können Spritzgussteilen ähneln.

3.SLA-Maschinen sind kleiner als SLS-Maschinen. Dadurch können SLA-Maschinen als Desktop-Geräte verwendet werden, was sie flexibler und komfortabler macht.

Welche Nachteile hat SLA im Vergleich zu SLS?

1. Die maximale Größe von SLA-gedruckten Teilen ist kleiner als die maximale Größe von SLS-Teilen

2. Die Materialien in SLA sind nicht umweltfreundlich. Das Harz kann einen unangenehmen Geruch erzeugen und erfordert bei der Handhabung Handschuhe und eine Maske. SLS hingegen verwendet ein Polymerpulver wie Nylon, das außer für Menschen mit bestimmten Allergien nur eine geringe Gefahr für die Umwelt darstellt.

3. Mit SLA hergestellte Teile sind im Vergleich zu SLS relativ schwach. Sie werden am besten für Proof-of-Concept- oder experimentelle Zwecke verwendet.

Was sind die Vorteile von SLS gegenüber SLA?

1. SLS-Teile erfordern während der Herstellung keine Stützstrukturen, während dies bei SLA-Teilen der Fall ist. Das umgebende Pulver kann zur Unterstützung überhängender Komponenten verwendet werden. SLA-Komponenten müssen mit Stützstrukturen ausgelegt oder so gebaut sein, dass sie selbsttragend sind.

2.SLS kann Teile schneller herstellen als SLA. Dadurch eignet es sich besser für Rapid-Prototyping-Dienste.

3. SLS-gefertigte Teile sind robuster als SLA-Teile und werden daher häufiger als Funktionsteile verwendet.

Welche Nachteile hat SLS im Vergleich zu SLA?

1.SLS-Maschinen sind teurer als SLA-Maschinen.

2.SLS-Laserdrucker verbrauchen viel Strom. Dies liegt daran, dass SLS-Drucker vollständig geschlossen und abgeschirmt sein müssen. Der Laserstrahl in SLA verbraucht weniger Strom; Benutzer können Drucke betrachten, während sie hinter Plastik oder getöntem Glas eingeschlossen sind.

3. Die SLS-Maschine ist größer. Sie nehmen oft einen ganzen Labortisch ein. Im Gegensatz dazu können SLA-Maschinen als Tischgeräte konzipiert werden.

Vergleich der SLS- und SLA-Schlüsselattribute

Attributes

SLS

SLA

Empfindlich gegenüber UV-Licht

Nein

Ja

Raue Oberflächen

Ja

Nein

Begrenzte Materialien

Ja

Nein

Benötigt keine tragenden Strukturen

Ja

Nein

Schneller Produktionsprozess

Ja

Nein

Teure Maschine

Ja

Nein

Die hergestellten Teile sind nur für experimentelle Zwecke bestimmt

Nein

Ja

Das in SLA verwendete Polymerharzmaterial ist empfindlich gegenüber UV-Licht. Halten Sie es daher von Sonnenlicht oder anderen Lichtquellen fern, die ultraviolette Strahlen enthalten. SLS-Materialien weisen diesen Nachteil nicht auf und erfordern während des Herstellungsprozesses keine Stützstrukturen.

SLA vs. SLS: Ein Vergleich der Technologien

Die Arbeitsumgebung des Hochleistungslasers im SLS ist vollständig geschlossen und der Bediener kann den Druck während der Bearbeitung nicht sehen. Die Ausgangsleistung des SLA-Lasers ist deutlich geringer und die Installation eines getönten Glas- oder Kunststoffgehäuses am Gerät kann das Austreten von UV-Strahlen verhindern. Während der Bearbeitung kann der Bediener den gesamten Druckvorgang verfolgen.

SLA vs. SLS: Materialvergleich

SLA-Materialien gelten als Photopolymere, bei denen es sich um duroplastische Harze im flüssigen Zustand handelt. SLA verfügt über die größte Auswahl an 3D-druckbaren Kunststoffen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, darunter ABS-ähnliche, Polypropylen-ähnliche, Polycarbonat-ähnliche und mehr. SLS-Materialien werden aus thermoplastischen Pulvern gewonnen, aber Bediener müssen beim Umgang mit SLA-Teilen Handschuhe und Masken tragen, was leicht gefährlich ist. Im Vergleich zu SLA-Materialien können SLS-Materialien zur Herstellung langlebiger Endverbrauchsteile verwendet werden, darunter: Polyaryletherketon, thermoplastische Elastomere, Polystyrol, Nylon und mehr.

SLA vs. SLS: Produktanwendungsvergleich

SLS-gefertigte Teile sind stärker als SLA-Prototypteile. Dies macht sie zu einer besseren Wahl für Maschinen oder Endanwendungen.

SLA vs. SLS: Vergleich des Druckvolumens

Aufgrund der relativ kurzen Sinterzeit druckt SLS sowohl bei großen als auch bei kleinen Prototypenteilen schneller als SLA. Auch hier erfordert SLS keine Stützstrukturen während der Konstruktion von Prototypenteilen.

SLA vs. SLS: Kostenvergleich

SLS-Drucker sind im Allgemeinen teurer als SLA-Drucker. SLS-Drucker kosten zwischen 10,000 und bis zu 650,000 US-Dollar. Die Kosten hängen vom maximalen Bauvolumen, der minimalen Schichtdicke, der Druckgeschwindigkeit, dem Lasertyp und den verwendbaren Materialien ab. Andererseits kosten SLA-Maschinen je nach Größe sogar weniger als 3000 US-Dollar. Sie können in vier verschiedene Typen unterteilt werden: DIY, Advanced Hobby, Professional und Performance sowie Commercial und Industrial. Die Herstellung von Prototypenteilen gleicher Größe ist bei SLS im Allgemeinen teurer als bei SLA.

SLA vs. SLS: Vergleich der Oberflächenbehandlung

SLS-Teile haben typischerweise eine rauere Oberfläche als SLA oder andere 3D-Drucktechnologien. Allerdings ist das SLS-Teil langlebiger und besser für hitze- oder chemikalienbeständige Umgebungen geeignet. Gedruckte Teile unterscheiden sich zwischen den beiden Verfahren, ebenso wie die Oberflächenbehandlung. SLA-Drucke benötigen eine Ruhezeit, damit das verbleibende Harz abfließen kann. SLS-Drucke müssen abkühlen, bevor sie ausgepackt werden. SLA-Drucke sind klebrig und müssen gereinigt werden; SLS-Drucke müssen beim Auspacken von überschüssigem Pulver gereinigt werden.

Wählen Sie SLA oder SLS?

Bei der Wahl zwischen SLA- oder SLS-3D-Druckdiensten können bestimmte Faktoren wie Haltbarkeit, Auflösung oder Teilegröße die Entscheidung für Sie ausschlaggebend sein. Das Verständnis der Schlüsselfaktoren wird bei der Auswahl des für Sie geeigneten Prozesses von großer Bedeutung sein.

Oberflächenfinish: SLA fertigt Teile mit einer hochwertigen, glatteren Oberflächenbeschaffenheit, die eher an Spritzgussteile erinnert.

Auflösung: SLA bietet im Vergleich zu SLS eine höhere Auflösung. Die SLA-3D-Druckdienste von AN-Prototype bieten drei Auflösungsoptionen, sodass Sie die Qualität von Details und Oberflächenbeschaffenheit mit den Kosten in Einklang bringen können.

Toleranzen: SLA ermöglicht engere Toleranzen als SLS.

Hitze- und Chemikalienbeständigkeit: Thermoplastische SLS-Materialien weisen insgesamt eine bessere Hitze- und Chemikalienbeständigkeit auf als SLA-Teile.

Design: Wenn Ihr Projekt komplexe Details erfordert, ist ein SLA möglicherweise die bessere Wahl. Wenn Ihr Design jedoch mechanische Festigkeit und mehr funktionale Eigenschaften erfordert, ist SLS möglicherweise die geeignete Technologie.

Materialauswahl: Während sowohl SLA als auch SLS eine große Auswahl an Materialien bieten, hat SLS bei der Materialauswahl die Nase vorn. Es kann mit Thermoplasten, Verbundwerkstoffen und sogar Metallpulvern verwendet werden und bietet so mehr Optionen für spezifische Projektanforderungen.

Produktionsvolumen: Wenn Sie hochwertige Prototypen oder individuelle Sonderteile benötigen, kann SLA mit seiner hohen Präzision und Oberflächengüte Ihre Anforderungen erfüllen. Für größere Produktionsmengen oder kleine Chargen kann SLS eine kostengünstige Lösung bieten.

Zusammenfassung

Stereolithographie (SLA) und selektives Lasersintern (SLS) sind zwei revolutionäre 3D-Druckdienste, die für verschiedene Branchen einen enormen Mehrwert bieten. Jede Technologie hat ihre Vorteile und idealen Anwendungsfälle. Die SLA-Technologie zeichnet sich beim Prototyping, bei visuellen Modellen und bei Dentalanwendungen aus, während SLS bei funktionalen Prototypen und der Fertigung kleiner Stückzahlen sogar noch bessere Ergebnisse erzielt. AN-Prototyp Wir bewerten Ihr 3D-Druckprojekt sorgfältig, beraten Sie bei der Auswahl der am besten geeigneten Technologie und bieten Ihnen die beste Beratung in Bezug auf Genauigkeit, Festigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Kosteneffizienz.

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