FDMとSLA-3D印刷プロセスの内訳

アディティブマニュファクチャリングとも呼ばれる3D印刷は、デジタルファイルを立体的な3次元オブジェクトに変換することを含む利用可能な多くのプロセスの1つを説明するために使用されます。 3Dプリンターは、材料の連続する層を繰り返し配置または融合し、物理的なオブジェクトが形成されるまでファイルの断面形状をトレースします。

溶融堆積モデリング（FDM）とステレオリソグラフィー（SLA）は、プロと愛好家の両方にとって頼りになる3D印刷方法であり、プロトタイピング、一般的な部品の製造、および短期間の製造にかなりの設計の柔軟性を提供します。どちらも同様の部品結果を生成できますが、作業に最適な3Dプロセスと材料を選択する際には、詳細が常に重要になります。

FDMでは、溶融した熱可塑性プラスチックがビルドプラットフォームに押し出され、3D形状が形成されるまで、層の上に層が融合します。 FDMフィラメントは、生分解性のPLAプラスチックから、丈夫で耐衝撃性のあるケブラー補強材まで多岐にわたり、プロトタイプから産業用工具や固定具まで、あらゆる用途に使用できます。 FDM 3Dプリンターもカスタマイズ可能であり、印刷設定とハードウェアアドオンの選択肢が増え、増え続ける素材に対応できます。 SLAを使用すると、UVレーザーまたは光プロジェクターがオブジェクトの各スライス層を連続的にトレースし、3D形状が形成されるまで感光性樹脂層を硬化プラスチックに硬化させます。

FDM

FDMの利点

事実上あらゆる産業またはアプリケーションのニーズに対応するために、FDM熱可塑性プラスチックとフィラメントタイプの配列があります。 FDM 3Dプリンターは、SLAプリンターよりもビルドボリュームが大きいため、フルサイズのすぐに使用できる部品やモデルのプロトタイピングに加えて、特定の短期間の積層造形タスクを実行できます。

従来のフィラメントは、耐酸性と耐薬品性、低摩擦、高強度などの統合された機能で進化し続けています。新しいFDMフィラメントには、ポリカーボネートやカーボンファイバーなどのチョップドファイバーブレンドが含まれており、丈夫で軽量、寸法安定性のある部品を製造しています。 FDM 3Dプリントは、クラシックカーの小さな交換部品から航空宇宙企業の工具や備品まで多岐にわたり、機械的な機能と性能を必要とするオブジェクトに適しています。 MarkforgedのインダストリアルシリーズX7プリンターなどの一部のFDMプリンターは、50ミクロンの層の高さで印刷する機能を備えており、通常のFDMの動作を克服し、目に見える層が最小限またはまったくなく、滑らかで均一な仕上がりの部品を製造します。

Markforgedのデスクトップまたはインダストリアルシリーズプリンターを使用すると、適切な材料、設定、ハードウェアの選択などの構成要素がすでに配置されています。つまり、層間剥離、正しい印刷速度、および誤ったフィラメントの堆積に対処するためにユーザー構成は必要ありません。パーツが印刷に適していることを確認することはプロセスの一部ですが、印刷を成功させるために温度や速度を調整する必要はありません。

Markforgedプリンターの詳細

FDMのデメリット

一般に、FDMの印刷解像度が低いため、プロセスからの表面の「レイヤーライン」が、細かい詳細設定でも表示されることがあります。 「リブ」とも呼ばれ、SLAプリントの滑らかな表面に匹敵するようにするには、追加の研磨とサンディングが必要です。表面のディテールを重視せずに高強度のプロトタイプを作成している場合、それは問題ではありません。

通常、FDM 3D印刷プロセスは温度変動も起こしやすく、熱可塑性フィラメント材料の冷却が遅く/速くなり、表面の層間剥離（層の分離、反り）が発生します。 FDMプロセスには、かなりの数の可動部品が必要であり、すべてが連携してオブジェクトを形成します。プリントヘッド、押し出しシステム、またはホットエンドアセンブリに問題があると、最終的には印刷の途中で問題が発生します。したがって、3Dモデルを準備してスライスするときは、印刷設定、ハードウェア、および材料の仕様に細心の注意を払う必要があります。

SLA

SLAの利点

SLA 3Dプリントは、25ミクロンという小さな解像度を実現できるため、FDMに並ぶものがなく、射出成形部品に似た滑らかで詳細な表面仕上げが得られます。プレゼンテーションまたは「プルーフオブワーク」のコンセプトモデル、有機構造、複雑な形状の部品、置物、およびその他の独自のフォームプロトタイプに最適です。

UVレーザーの非常に正確な硬化プロセスのおかげで、SLA3Dプリントはより厳しい寸法公差を提供します。これは、レイヤーの融合中に熱膨張が発生しないため、ジュエリーポスト、医療用インプラント、複雑な建築モデル、その他の小さなコンポーネントなど、非常に正確なプロトタイプに最適です。

SLAのデメリット

硬化した樹脂材料は脆い特性があるため、機械的応力または繰り返し荷重を受ける部品には、エンジニアリンググレードのSLA樹脂配合のみを使用する必要があります。それ以外の場合、ほとんどの標準樹脂は、化粧品のプロトタイプなど、プレゼンテーションの目的で使用される繊細で詳細な構造に最適です。現在、ポリカーボネート、ナイロン、その他の丈夫なFDM材料などのフィラメントに匹敵する強度と機械的性能を備えたSLA樹脂は市場に出回っていません。

SLA 3D印刷樹脂は、通常、FDM 3D印刷フィラメントスプールよりもコストが高く、樹脂の単位あたりの部品数が少なくなります。 FDM 3Dプリンターと比較すると、ビルドボリュームがかなり小さく、ボリュームジョブには適していません。

FDMとSLA

最初のステップは、常に仕事に最適なツールを決定することです。 FDMとSLAには両方の利点があり、完全に異なるタスクを提供するために、またはマルチパートアセンブリビルドと組み合わせて使用​​できます。優れた機能設計のプロトタイプを作成する場合は、SLAの方が適しています。そうでなければ、FDMは、設計から製造、保守に至るまでの製造プロセス全体で部品に対してより用途が広くなります。