どの3D印刷技術があなたに最適ですか？

3Dプリントの世界は混乱を招く場所です。利用可能なプリンタとサービスには無数の種類があり、それらの違いは複雑で理解が難しいことがよくあります。さまざまなテクノロジを比較すると、「どちらが速い」、「どちらが良い」、「どちらが安い」などの単純な質問から、複雑な回答や適格なステートメントのリストがよくわかります。これは3Dプリンタの選択を困難でイライラさせるタスクにすることができます。今日利用可能な6つの主要な3D印刷技術を詳しく見て、状況をもう少し明確にするようにしましょう。

SLA

ここ数年の間にSLA（ステレオリソグラフィ装置）はかなり印象的な台頭を遂げ、FDMから多くの市場シェアを奪いました。それほど前のことではありませんが、このテクノロジは高価でアクセスできないと見なされていましたが、関連する特許が期限切れになって以来、価格が下落し、手頃な価格で高レベルの精度を実現しています。

大型工業用SLAプリンタ

レーザー精密

ＳＬＡ部品は、樹脂の小領域をレーザー選択的に硬化させることによって製造される。レーザーは一度に1つの層を引き出し、各層が完成した後、プラットフォームはレベルを上に移動し、プロセスが続行されます。ビームは非常に小さくすることができ、非常に高度な詳細を可能にします（ビームが小さいほど、構築にかかる時間は長くなります）。 SLAビルドは非常に詳細なだけでなく、非常に滑らかです。

樹脂

SLAから人々を追いやるものの1つは樹脂です。 3Dプリントに使用される樹脂は中程度の毒性があり、細心の注意を払って取り扱う必要があります。それはまた刺激臭があり、換気のよい部屋で使用する必要があります。 SLA機器は現在非常に手頃な価格ですが、樹脂は依然として非常に高価であり、ランニングコストが増加します。ほとんどの機器製造業者は、ユーザーが自分で所有する独自の樹脂を購入することを主張しています。

アプリケーション

SLAは、幅広い産業用アプリケーションを持つ非常に用途の広い技術です。これはラピッドプロトタイピングで最も一般的に使用されており、高度な精度は工具や金型の作成にも理想的です。 SLAは、使用可能な材料に制限があるため、消費者製品の生産にはあまり適していません。大量生産の場合も少し遅くなります。

DLP

DLP（Digital Light Processing）は、樹脂をレーザーで硬化させて部品を形成するという点でSLAと似ています。主な違いは、DLPでは各層を引き出す狭いビームではなく、1回の露光で全層が硬化することです。

樹脂トレイのクローズアップ

SLAとの違い

技術的にはSLAと非常によく似ていますが、DLPを使用して製造された部品は大きく異なる場合があります。 SLAはより滑らかなサーフェスとより丸みのあるエッジを生成しますが、DLPはより詳細なテクスチャードサーフェスを生成します。これらの特性が長所と短所のどちらと見なされるかは、製造される部品と必要な効果によって異なります。 SLAがより滑らかな表面を作り出すのは、レーザーヘッドが曲がった動きをして粗面を滑らかにすることができるからです。 DLPでは、レーザーは小さなミラーを使用して樹脂に向けられ、各ミラーのサイズによってピクセルサイズが決まります。それ故、ＤＬＰでは、湾曲したエッジは正方形ピクセルを使用して生成され、これは完全に滑らかな表面を不可能にする。ただし、DLPのピクセルサイズは一般にSLAのレーザーポイントサイズよりも小さいため、DLPではより詳細な詳細が可能です。

密なオブジェクトに適しています

各レイヤーは一度にすべて作成されるため、DLPがSLAよりも速いことが多いのは当然です。部品が非常に密集している場合は、速度上の利点が最大になります。細いビームを使用して高密度のオブジェクトを描画するにはレーザーヘッドに長い時間がかかりますが、DLPではレイヤー全体を一度に作成できます。ただし、細いまたは中空の構造がたくさんある複雑な部品では、SLAのほうが速い場合があります。さらに、大きくて非常に詳細な部分では、レイヤー全体でフル解像度を達成するのに十分なピクセルがない場合があります。

アプリケーション

DLPはSLAとよく似た一連のアプリケーションを持っており、ラピッドプロトタイピングで広く使用されています。 SLAとDLPの間で決定するとき、最も重要な要素は生産されている部品の種類と望まれる仕上げの種類です（上を見てください）。

SLS

ＳＬＡおよびＤＬＰと同様に、ＳＬＳ（選択的レーザー焼結）もレーザー技術を利用する。ただし、樹脂を使用する代わりに、SLSは粉末材料を使用しているため、まったく異なる特性が得られます。この粉末はレーザーによって焼結（熱溶着）され、部品はビルドチャンバー内で層ごとに積み上げられます。

余分な粉を一掃する

サポートを必要としない複雑な設計

SLS印刷の最大の利点は、作成できるデザインの複雑さにあります。他のほとんどのタイプの3D印刷とは異なり、SLSはサポート構造を必要とせず、文字通りどんな形状でも作成できます。これは、パウダーチャンバーが完全に満たされ、完成した部品が常に未使用のパウダーで完全に包まれて出てくるためです。焼結されていない粉末は、部品が含み得るあらゆる吊り下げ構造のための支持を提供する。

信じられないほどの詳細

SLSは文字通り紙のように薄くすることができる信じられないほど小さい壁の厚さをサポートします - SLSプリンターはフリックスルーすることができる個々のページで本のような部分を印刷することができます。回転するホイールや作業用のヒンジなどの可動部品も、機械から直接外に出ることがあります。 SLSプリンタは、最も一般的にはナイロン製品を使用しています。これは、完成品としての使用に適した頑丈で頑丈な部品を製造します。

実行が複雑で高価

欠点は、装置がかさばり、高価で、通常は操作に訓練が必要なことです。粉末はまた非常に高価であり、使用するのが面倒です（フェイスマスクは常に必要です）。パウダーチャンバーは常にx軸とy軸で完全に満たされている必要があることに注意することが重要です（z軸では、パーツの高さまでしか満たされていない必要があります）。これは、もしあなたが大きな機械を持っていてそして単一の部分を印刷しているならば、大量の無駄な粉があることを意味します。焼結されていない粉末の一部を再利用することは可能ですが、これは品質の低下を引き起こします。したがって、SLSマシンを経済的に使用するには、同じチャンバーに複数の部品を印刷するか、x軸とy軸のスペースの大部分を占める広い部品を印刷するのが最善です。

アプリケーション

SLSは機能部品の製造に非常に適していますが、SLAやDLPよりもはるかに優れています。これは、SLSがはるかに広い範囲の材料をサポートし、非常に高い造形品質を持つためです。 SLSプリンターは非常に耐久性のある機能部品を製造することができます。この技術はまた、スナップフィット、機械的ジョイント、ヒンジを備えた部品の製造にも優れています。

FDM

FDM（別名FFF）は、今日最も普及している3D印刷の形式です。ほとんどのデスクトップ3DプリンタはFDMテクノロジを使用しており、その低コストとアクセシビリティのために、それは愛好家や愛好家の最初の選択肢です。レーザーや樹脂はありません。プリンターヘッドが動くだけで、少量の溶融熱可塑性樹脂が急速に固まり、層ごとに部品が積み重なっていきます。

FDMプリンター

安くて陽気

FDMの最も魅力的な特徴は、それが安価で使いやすいということです。デスクトップFDMプリンタはわずか数百ドルで販売されており、どんなスペースにも収まるほどコンパクトです。彼らはまた基本的にプラグアンドプレイであり、それらを非専門家にとって非常に利用しやすいものにしている。

低品質

しかし、それらがそれほど安いのには十分な理由があります。 FDMプリンタは、品質に関してはSLAのようなものに近づくことさえできません。 ＦＤＭ構築物の詳細はノズルヘッドのサイズによって制限され、それは典型的には０．４ｍｍの領域である（いくつかのＳＬＡプリンタのレーザーポイントサイズよりも１０倍以上大きい）。これにより層幅が広くなり、表面上に「階段」がはっきりと見えます。後処理はある程度これを軽減することができますが、それでもまだ理想にはほど遠いです。 FDMで製造された部品も反りの影響を大きく受けます（熱可塑性樹脂が冷えたり縮んだりすると部品の形状がわずかに変わることがあります）。

アプリケーション

FDMは愛好家に人気がありますが、業界でも広く使用されています。この手法は非常に柔軟で幅広い材料をサポートしているため、自動車から科学まで、あらゆる産業で使用されています。スペースが限られている、または条件が樹脂を非実用的にするような実験室または作業場に理想的です。ビルドの品質は完璧とは言えないかもしれませんが、多くの業界では低コストで複雑な作業をすることなく仕事を終えることができます。

ポリジェット

PolyJet 3Dプリンタは、従来のインクジェットプリンタと物理的に非常によく似ているため、このテクノロジの名前の選択になります。 PolyJetにはFDMと共通するいくつかの特性がありますが、PolyJetは品質と柔軟性に関しては異なるレベルにあります。

インクジェットプリンタとの類似性は強いです。部品が組み立てられるとプラットフォームは下に移動します。

材料における比類のない柔軟性

PolyJetの主な利点は、一度に複数の材料を使用して複数の色で印刷できることです。不透明材料と透明材料の混合物を組み込むことに加えて、単一部分を様々な硬度および可撓性で印刷することができる。これにより、他のすべての3D印刷ソリューションが対応できない柔軟性が得られます。インクジェットプリンタのインクカートリッジと同様に、PolyJetプリンタは通常製造元から直接購入する材料カートリッジを使用し、一度に複数のカートリッジを取り付けることができます。

極端な詳細

PolyJetプリンタでは、0.01 mmより薄い、非常に細かい層を作成することもできます。これは、ここで説明している他のどの技術よりも優れています。解像度も非常に高く、そして仕上げは（支持体を除去することを除いて）少しの後処理を必要とする。

小さな部品に最適

PolyJetの1つの欠点は、大きな部品を印刷するのが非常に遅いということです。小さな部品（10〜12 cm未満）の場合、印刷ヘッドの移動距離が遠くないため、この手法は非常に高速です（SLAよりはるかに高速です）。ただし、部品が大きくなるほど、ヘッドの移動距離は長くなります。になります。非常に大きな部品の場合、速度は許容できないほど遅くなる可能性があります。それはまた安価な技術ではありません、マシンは一般的に同等のSLAやDLPモデルよりもはるかに高価であり、そして材料は価格の最大4倍になる可能性があります。

アプリケーション

PolyJetは、複数の種類の材料や色を使用した、小さくて高品質の部品を印刷する場合に最適です。このため、消費者製品を直接印刷するのに特に適しており、絶対精度が不可欠な医療業界で広く使用されています。 PolyJetは、コストが高く、大型部品のビルド時間が遅いため、ラピッドプロトタイピングにはあまり適していません。

クリップ

サンフランシスコを拠点とするCarbon社は、2014年に新しいCLIP（Continuous Liquid Interface Production）3Dプリンティング方式を発表したとき、非常に注目を集めました。CLIPは、以前は不可能と考えられていたビルド速度を約束しています。新しい技術しかし現時点では、CLIPは入手可能性に限界があり、目を惹く価格はそれをほとんどの手段を超えるものにしています。

樹脂から滑らかに出てくる複雑な部分。

今までにないスピード

Carbon社は、同社のM1およびM2機は従来のステレオリソグラフィ機よりも最大100倍高速に部品を印刷でき、複雑な部品が数分で印刷されることを示すデモを実施しました。 CLIPはDLPに最もよく似ていますが、各層を一つずつ硬化させる代わりに、印刷は連続的で、その部分は魔法のように樹脂から出てくるようです。これは、樹脂を光だけでなく酸素にも選択的にさらすことによって達成され、これは硬化プロセスをスピードアップする。 SLSやPolyJetほどではないかもしれませんが、ビルド品質は良好です。 ＳＬＳ以外の他の全ての技術と共通して、ＣＬＩＰを使用して製造された部品はしばしばサポートを必要とすることに留意すべきである。

天文価格

特許のためにCLIPプリンタを製造している唯一の会社はカーボンです、そして、驚くことにその技術は安く来ません。これは、関連する特許が失効し競合他社が市場に参入した2014年までは非常に高価だったSLSの状況を彷彿とさせます。現在、Carbonは非常に高価なサブスクリプションモデルでプリンタを提供しています。

アプリケーション

CLIPの最大の特徴はそのスピードです。そのため、当然のことながらラピッドプロトタイピングや市場投入までの時間短縮には不思議です。 CLIPを使用している企業は、射出成形からの切り替えを頻繁に行っています。射出成形は、速度が遅く、超高速3D印刷の柔軟性に欠けています。

概要