Impressão 3D FDM vs PolyJet:Principais diferenças e insights comparativos

Fused Deposition Modeling (FDM) é uma tecnologia de impressão 3D que usa um filamento de polímero para “desenhar” fatias de um arquivo 3D. Ele une os filamentos uns aos outros, derretendo-os parcialmente. PolyJet também é uma tecnologia de impressão 3D, mas funciona imprimindo a jato de tinta uma “imagem” de cada fatia em resina acrílica modificada. Esta imagem é então totalmente curada usando uma luz UV acoplada à cabeça de impressão. 

Uma grande diferença entre FDM e PolyJet são os materiais usados. O FDM usa filamentos de plásticos comuns, enquanto o PolyJet simula esses materiais usando várias resinas. Isso resulta em uma diferença significativa de preço entre os dois. O FDM também é limitado em resolução pelo diâmetro do filamento. O PolyJet, no entanto, é limitado apenas pela resolução do jato de tinta, tornando seu tamanho mínimo de recurso 5 a 20 vezes menor que o FDM. Este artigo discutirá mais detalhadamente as semelhanças e diferenças entre FDM e PolyJet e fornecerá alternativas para ambos.

Definição FDM e comparação com PolyJet

A tecnologia FDM foi criada pela primeira vez em 1988 por Scott Crump. O processo funciona derretendo um filamento de plástico na cabeça de impressão. A temperatura é controlada para fornecer plástico em estado de gel que tem energia suficiente para se fundir, mas não o suficiente para fluir. A cabeça de impressão translada no plano XY e extrusa este gel como um fio contínuo. Os fios se fundem, mas mesmo as melhores impressoras não conseguem evitar a porosidade ou tornar o material homogêneo.

O FDM imprime fatias 2D sucessivas de um modelo para construir uma representação 3D sólida do arquivo. O bico se move horizontalmente para embalar os fios perfeitamente contra a camada abaixo. O FDM oferece duas vantagens principais em relação ao PolyJet:custos de material e máquina. O material FDM geralmente custa 1/10 do preço por quilograma da resina PolyJet. As máquinas também são três a cinco vezes mais baratas.

Para saber mais, consulte nosso artigo sobre o Processo de Impressão FDM.
Atributo FDM PolyJet
Atributo

Custos de materiais

FDM

US$ 10/kg a US$ 50/kg

PoliJet

US$ 200/kg a US$ 500/kg

Atributo

Resolução máxima de impressão

FDM

50 a 500 mícrons

PoliJet

16 a 45 mícrons

Atributo

Custo de capital

FDM

US$ 50 a US$ 250.000

PoliJet

US$ 19.000 a US$ 700.000

Atributo

Pode ser facilmente mantido

FDM

Sim

PoliJet

Não

Atributo

Capaz de imprimir detalhes finos

FDM

Não

PoliJet

Sim

Atributo

Menos desperdício de materiais

FDM

Sim

PoliJet

Não

Mesa. Comparação FDM vs.

FDM vs. PolyJet:comparação de tecnologia

FDM é um processo simples que fornece a forma geral de arquivos 3D. PolyJet, por outro lado, é uma tecnologia mais complexa que oferece representações 3D dimensionalmente precisas, incluindo detalhes finos. A tecnologia FDM está se aproximando do seu limite superior de resolução porque melhorias adicionais na impressão de ponto único levam os tempos de impressão a níveis impraticáveis. A PolyJet não atingiu seu limite de resolução e ainda está em desenvolvimento.

FDM x PolyJet:comparação de materiais

Impressões FDM usando polímeros comuns. A mudança para um material diferente requer apenas uma mudança rápida nas configurações da impressora, e os fornecedores de matéria-prima não precisam fazer nada de especial. Normalmente, os materiais FDM custam entre US$ 10 e US$ 50 por quilograma. Os materiais PolyJet, por outro lado, são resinas complexas e especializadas. Esses materiais podem otimizar resistência, flexibilidade, transparência e uma série de outras propriedades. Os materiais PolyJet normalmente custam de US$ 200 a US$ 500 por quilograma.

FDM vs. PolyJet:comparação de aplicações de produtos

FDM é a opção de baixo custo adequada para componentes simples e robustos. Seus modelos não podem ser usados ​​para avaliações mecânicas precisas, mas as impressões podem ser valiosas como representações de protótipos de peças mais espessas e simples. PolyJet é mais caro e é adequado para usos de engenharia e cosméticos, como:verificações de projeto pré-ferramentas, validação de garras/sobremoldados, testes de flexão e recursos de montagem. Se forem acabadas e pintadas à mão, as peças PolyJet podem substituir peças cosméticas e funcionais para construções de teste e amostras de vendas.

FDM vs. PolyJet:comparação de volume de impressão

A gama de volumes de construção para FDM é impressionante. A maior máquina FDM (a Terabot) pode imprimir até um metro cúbico. A maior máquina PolyJet possui uma mesa de 1000 x 800 mm e uma altura de construção de 500 mm.

FDM vs. PolyJet:comparação de acabamento de superfície

As peças FDM mostram degraus de camada visíveis na direção Z, cada um geralmente com 0,2 a 0,5 mm de altura. Isso cria uma superfície áspera e é ainda mais aparente em superfícies curvas. As peças PolyJet também mostram degraus Z visíveis, mas têm entre 16 e 45 mícrons de altura, menos de 1/10 do tamanho do passo do FDM. Operações de acabamento manual, como lixamento e até polimento, podem produzir acabamentos superficiais muito lisos (até transparência no nível da lente).

FDM x PolyJet:comparação de custos

Tanto o equipamento quanto o material de impressão para FDM são muito mais baratos do que para PolyJet. O processo deste último também desperdiça de 20 a 40% de sua resina. As peças FDM são produzidas por muitos fornecedores concorrentes, por isso os preços são consistentemente baixos. As peças PolyJet, por sua vez, são mais caras, tornando-as uma escolha razoável apenas quando a mais alta qualidade ou os melhores detalhes são necessários.

Quais são as semelhanças entre FDM e PolyJet?

1. FDM e PolyJet compartilham o mesmo princípio de estratificação do eixo Z usando um mecanismo de transporte de impressora ortogonal.
2. Ambos oferecem uma gama de propriedades de materiais que visam representar as propriedades das peças fabricadas. As peças espessas de FDM são fortes nos eixos XY, mas mais fracas na direção Z devido à fusão intracamada imperfeita. As peças PolyJet são igualmente resistentes ao longo de todos os eixos devido à natureza da aplicação do material.
3. Ambos os sistemas são adequados para escritórios. As máquinas requerem um ambiente de temperatura estável e boa ventilação.

Quais são as outras comparações para FDM além da PolyJet?

As seguintes tecnologias de impressão 3D também são comparáveis ao FDM:

1. FDM x FFF: FFF (fabricação de filamentos fundidos) é um análogo próximo do FDM, pois usa um filamento extrudado e aquecido para construir fatias de modelo, contando com a fusão parcial para unir os filamentos em um todo. A falta de uma câmara de impressão aquecida é a principal diferença, tornando os modelos FFF propensos a tensões residuais e empenamentos. Para saber mais, consulte nosso guia completo sobre FDM vs. FFF.
2. FDM x SLS: SLS (sinterização seletiva a laser) usa alguns dos mesmos polímeros comuns (como nylons) que o FDM emprega. Mas o material SLS é fornecido em pó. Para construir a peça, um laser derrete e funde seletivamente o pó. Para saber mais, consulte nosso guia completo sobre SLS vs. FDM.
3. FDM x LOM: Os modelos LOM (fabricação de objetos laminados) têm resolução semelhante ao FDM, mas podem ser mais fortes devido à baixa porosidade e excelente ligação intracamada.

Quais são as outras comparações da PolyJet além do FDM?

A seguinte tecnologia de impressão 3D é comparável à PolyJet:

• PolyJet x Multijet: A Impressão Multijet (MJP) emprega a mesma tecnologia de jato de tinta que a PolyJet. Ele usa uma cabeça de impressão que deposita materiais nas camadas subsequentes. As principais diferenças entre os dois surgem nas etapas de pós-processamento. O processo de remoção do suporte das peças PolyJet consiste em várias etapas. Isso inclui o uso de um sistema de jato de água e a imersão das peças em uma solução química. Já o multijateamento requer apenas manter as peças no forno para derreter a parafina. Para saber mais, consulte nosso guia completo sobre Polyjet vs. Multijet.

Resumo

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Dean McClements

Dean McClements é graduado em Engenharia Mecânica com mais de duas décadas de experiência na indústria de manufatura. Sua jornada profissional inclui funções significativas em empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace e Hyster-Yale, onde desenvolveu um profundo conhecimento de processos e inovações de engenharia.

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