選択的レーザー焼結(SLS)とマルチジェットフュージョン(MJF)3D印刷の違いは何ですか?
マルチジェットフュージョン(MJF) および選択的レーザー焼結(SLS) 産業用3D印刷 粉末床融合ファミリーに属する技術。どちらのプロセスも、ポリマー粉末粒子を層ごとに熱融着(または焼結)することによって部品を構築します。
これら2つのテクノロジーの主な違いは、熱源です。 SLSは、レーザーを使用して各断面をスキャンして焼結します。一方、MJFは、赤外線を吸収するために粉末にインク(融着剤)を塗布します。次に、プリンターは赤外線エネルギー源をビルドプラットフォームに通して、インクが付いた領域を融合します。基本的に、MJFは SLSを組み合わせます およびバインダー噴射 テクノロジー。
SLSとMJFは非常によく似たパーツを作成するため、設計者は2つのプロセスの違いを理解することが重要です。この記事では、ワークフロー、精度、材料、コスト、およびリードタイムの観点からSLSとMJFを比較します。
どのテクノロジーを使用したいかについては、すでに考えていますか?見積もりビルダーを使用して、部品を迅速に生産に移します。
SLSおよびMJF3D印刷プロセスはどのように機能しますか?
SLSとMJF3D印刷の製造プロセスとワークフローは似ていますが、2つのテクノロジーにはいくつかの重要な違いがあります。製造プロセスから始めましょう。
選択的レーザー焼結(SLS)
SLSプリンターは、最初にビルドプラットフォーム上に粉末の薄層を広げます。次に、CO2レーザーが各断面をスキャンし、粉末を焼結します。その後、プラットフォームは1層ずつ下降し、ビルドが完了するまでこのプロセスが繰り返されます。粉末から部品を取り除く前に、ビン全体を冷却する必要があります。
これらのメカニズムの詳細については、詳細な記事SLS3D印刷とはをご覧ください。 。
SLSパーツ。で印刷されます。 ナイロン
MJFを使用して印刷するには、マシンは最初にビルドプラットフォーム上に粉末の薄層を広げます。プリンタはこの層を焼結に近い温度に加熱します。インクジェットノズル(デスクトップ2Dプリンターで使用されるノズルに類似)を備えたキャリッジがベッドの上を通過し、粉末に融着剤を堆積させます。同時に、機械は部品の端の近くで焼結を抑制する詳細剤を印刷します。
次に、強力なIRエネルギー源がビルドベッドを通過し、融着剤が堆積した領域を焼結して、残りの粉末を変更せずに残します。このプロセスは、すべてのパーツが完了するまで繰り返されます。
SLSと同様に、印刷された部品は粉末に埋め込まれており、さらに処理するために取り外す前に冷却する必要があります。 MJFの詳細については、マルチジェットフュージョン(MJF)とは何ですか?のテクノロジーの内訳をお読みください。ハブによる説明 。
ナイロンで印刷されたMJFパーツ
SLSとMJFのワークフローの比較
SLSで印刷する場合、各断面をポイントごとに融合しますが、MJFでの融合はより直線的です。ただし、再コーティングのステップ(およびレイヤーの総数)が主に総印刷時間を決定するため、これによって印刷時間が大幅に変わることはありません。このステップは、SLSとMJFの両方で同じ時間がかかります。
ただし、MJFを使用する場合は、ビンの冷却と後処理がはるかに高速になります。 HPは、印刷されたビンの冷却速度を加速し、粉末の除去を支援する専用の後処理ステーションを提供しています。 MJFを使用すると、各ビルド後にリサイクルおよび回収された粉末の80〜85%を使用できますが、各SLSビルドからの粉末の50%のみがリサイクル可能です。
冷却時間が短縮され、粉末をリサイクルおよび再利用するための変更が強化されたため、MJFオペレーターは、ビンが部分的にいっぱいになった場合でも、ジョブを開始することを躊躇しなくなりました。対照的に、SLSマシンのオペレーターは、印刷ジョブを開始する前に、ビンがいっぱいになるのを待つことがよくあります。ワークフローにおけるこの重要な違いにより、リードタイムが短縮されます。
SLSとMJFの寸法精度はどれくらいですか?
SLSとMJFはどちらも、高い寸法精度を提供する産業技術です。 カスタムパーツ用。ただし、MJFにはSLSよりも小さな優位性があります。
これは主に、MJFプリントヘッドが1200 DPI(または0.022 mmごとに約1ドット)で材料を堆積するのに対し、一般的なSLSレーザースポットサイズは直径が約0.3および0.4mmであるためです。また、MJFで使用されるディテーリングエージェントは、小さな特徴や鋭いエッジの印刷に役立ちます。
SLSとMJFはサポート構造を必要としないことに注意することが重要です。これにより、サポートの削除マークなしで自由形式のモデルを作成できます。ただし、どちらのテクノロジーも反りの影響を受けやすいため、デザインの大きな平坦な領域は避けてください。両方のテクノロジーを広範囲にテストしたところ、MJFで印刷された部品は、SLSで印刷された部品よりも反りやすいことがわかりました。
MJF | SLS | |
---|---|---|
寸法精度 | ±0.3%(下限は±0.2 mm) | ±0.3%(下限±0.3mm) |
一般的なビルドサイズ | 380 x 285 x 380 | 300 x 300 x 300 mm(最大750 x 550 x 550 mm) |
一般的な層の厚さ | 70-100ミクロン | 100-120ミクロン |
最小肉厚* | 0.6 mm | 0.7 mm |
最小限の詳細 | 0.25 mm | 0.30 mm |
両方のテクノロジーで推奨される構造領域の最小壁厚は1mmであることを忘れないでください。
SLSおよびMJF3D印刷でどのような表面品質を得ることができますか?
SLSおよびMJFテクノロジーを使用した3D印刷部品は、高水準に後処理できる粒子の粗い表面仕上げにつながります。あなたの部分の主な要件の1つが美的魅力である場合は、後処理の一部として死ぬことをお勧めします。
色に関しては、暗い材料がより効果的に放射線を吸収するため、MJFシステムは現在黒の融着剤を使用しています。その結果、MJFで印刷されたパーツは薄い灰色の外観になります。均一な黒の仕上げを実現するために、追加の染色ステップを選択できます。
一方、SLSパーツは通常白で印刷され、任意の色に染色できます。 。グレーのSLSナイロンパウダーもご用意しており、この素材で印刷されたパーツはMJFパーツに似ていますが、手触りが滑らかです。
印刷されたMJFパーツ
黒染め後のMJFパーツ
白いナイロンで印刷されたSLSパーツ
グレーナイロンのSLSパーツ
SLSとMJFの材料特性は何ですか?
PA 12(ナイロン) SLSとMJFの両方に使用される主要な材料です。この材料で印刷する場合、MJF部品は、SLS部品と比較して、優れた強度と柔軟性、およびより均質な機械的特性を備えています。 MJFはナイロンを使用した方が印刷品質が向上しますが、SLSプリンターは、カーボン充填 PAなどのより多くの素材オプションを提供します。 、アルミニウム充填 PA(アルミド) および柔軟なTPU 。
MJFの材料制限は、2つのテクノロジーのどちらかを選択する場合に明らかに不利になります。ただし、MJFはオープンな材料プラットフォームであり、急速に成熟するテクノロジーであり、より多くの設計者やエンジニアがその無数の利点を発見するにつれて、迅速な材料開発の先駆けとなります。
HP PA 12 | SLS PA 12 | |
---|---|---|
引張強度 | XY:48 MPa Z:48 MPa | XY:48 MPa Z:42 MPa |
引張弾性率 | XY:1700 MPa Z:1800 MPa | XY:1650 MPa Z:1650 MPa |
休憩時の伸び | XY:20%Z:15% | XY:18%Z:4% |
SLSおよびMJF3D印刷のコストとリードタイムはどれくらいですか?
コストとリードタイムは、SLSとMJFのどちらかを選択するための2つの重要な要素です。両方の要素を評価するために、ハブプラットフォームで小さな実験を行いました。 これら2つの3D印刷技術のそれぞれについて。
テストモデルとしてブラケットデザイン(下の写真)を使用して、テクノロジーごとに米国の3D印刷サービスに2つの見積もりを依頼しました。 1つの見積もりは、プロトタイプの注文(1つの部分)に関するものであり、もう1つの見積もりは、小ロットの生産実行(10〜100の部分)に関するものでした。
使用したモデルの体積は28.8cm3で、バウンディングボックスの寸法は101.9 x 45.0 x18.0mmです。
グレーのSLSナイロンで印刷されたテストブラケット
価格設定に関しては、MJFを使用した印刷は、SLSを使用した場合よりも一貫して約15%から30%コスト効率が高くなりました。おそらくテクノロジーの合理化された後処理ワークフロー(冷却、粉末除去など)が原因で、部品の量が多いほど価格差は小さくなりました。また、MJFのリードタイムはSLSよりも約3日速い傾向があります。
これは、MJFが普遍的に優れたプロセスであることを意味するものではありません。コスト効率は劣りますが、SLSは、カーボンやガラス繊維入りナイロン、TPUやPPなど、はるかに幅広い材料の選択肢を提供します。
SLSとMJFの両方の価格設定とリードタイムをさらに評価するには、 [email protected]に連絡してください。 担当者がさらに詳しく説明します。
HP PA 12 | SLS PA 12 | |
---|---|---|
引張強度 | XY:48 MPa Z:48 MPa | XY:48 MPa Z:42 MPa |
引張弾性率 | XY:1700 MPa Z:1800 MPa | XY:1650 MPa Z:1650 MPa |
休憩時の伸び | XY:20%Z:15% | XY:18%Z:4% |
SLSとMJFは将来どのように発展しますか?
SLSマシンは常に、ビルドごとに1つの材料からのみ部品を製造できますが、MJF部品は異なる材料特性を持つことができます。これは、融合剤の種類または濃度を変更することで実現できます。 HPは、MJFを使用すると、部品の機械的、熱的、光学的、さらには電気的特性を制御できると主張しています。
ただし、この機能は、第1世代のMJFプリンターではまだ使用できません。第2世代のHPプリンターは、マルチマテリアルおよびマルチカラー印刷をサポートすることが期待されています。
SLS側では、注目すべき更新の1つは、自宅またはオフィスでのSLS印刷用の価格競争力のあるデスクトップソリューションの開発です。これらのシステムには多くの可能性がありますが、この正確なアプリケーションに適したマシンはまだ市場に出回っていません。
よくある質問
MJFはSLSよりも強力ですか?
MJFを使用して製造された部品は、SLS部品よりも強度と柔軟性があります。また、印刷方向に沿って弱いSLS部品と比較して、より均質な機械的特性を備えています。
MJFはSLSよりも費用効果が高いですか?
一般に、MJFは密度の低い部品の方がコストが低く、SLSはより頑丈な部品の場合に適したオプションです。 MJFは単一のアイテムを印刷するためのより費用効果の高い選択肢ですが、SLSはネストされたアイテムの場合は安価です。
MJFはSLSよりも正確ですか?
SLSとMJFは、同様の精度でパーツを印刷します。これは多くの場合、システム自体ではなく、メーカーが各テクノロジーで経験していることに依存します。
SLSはMJFよりも素材や色の点で優れていますか?
SLSを使用すると、いくつかのナイロンとエラストマーのプロトタイピングTPUを使用して、より幅広い材料オプションを利用できます。 SLSは、より多くの色のバリエーションも提供します。 MJFは、出てきたときに黒く染めることができる灰色の部分を印刷しますが、SLSの部分は白く出て、任意の色に染めることができます。どちらのプロセスでも、使用可能な材料はナイロン12(PA 12)とガラス繊維入りナイロン(PA 12 GF)です。
大量の部品に対して、MJFはSLSよりも優れていますか?
全体として、MJFはSLSよりも高速にパーツを作成するため、より短い期間でより多くのパーツを作成できます。
MJF部品はSLS部品よりも優れた機械的特性を備えていますか?
MJFで印刷された部品は、一般に、ジオメトリ全体でより一貫した機械的特性を備えています。
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