PolyJetプリンターとは？ FDM や SLA に似ていますか?

今では、誰もが 3d プリンティングについて耳にし、それがどのように複数の業界を混乱させ、毎日新しい機会を生み出しているかを耳にしています。メーカーコミュニティで使用されている最も一般的なテクノロジは、溶融堆積モデリング (FDM) およびステレオリソグラフィ (SLA) プリンターです。それにもかかわらず、より厳しい要件では、PolyJet プリンターなどのより高価で産業グレードのマシンが求められることがよくあります。

それらが何であるか、どのように使用され、どれほど高価なのか疑問に思うかもしれません!

PolyJet プリンタは、フォトポリマーの液滴を層ごとに噴射することによって機能します。各層はUVライトの下で瞬時に硬化し、そうすることでオブジェクトが体系的に構築されます. PolyJet プリンターは、複数の素材の印刷を可能にし、モデルに複数の技術プロファイルを持たせることができます。 PolyJet 印刷固有の利点により、航空宇宙、自動車、ファッション、鉄道、医療業界で使用されています。

PolyJet 3d プリンターとは?

3D プリンティングの世界での名前は紛らわしい場合があり、多くの場合、まったく同じテクノロジまたは製品に対して 2 つ以上の名前が存在します。良い例は、FDM (溶融堆積モデリング) と FFF (溶融フィラメント製造) で、熱可塑性フィラメントでの印刷を指します。

PolyJet または Poly Jet は、Material Jetting (MJ) プリンターと同じ原理で機能するため、名前に関しては違いはありません。 Stratasys 社は独自の液体噴射技術を開発し、この技術にリンクしていることから Poly Jet と名付けました。

この印刷方法はフォトポリマーを建築材料として使用し、この技術ではフォトポリマーの液滴を造形プラットフォームに噴射し、UV 光で硬化させます。このプロセスは非常に高速で、精度レベルは 3D 業界で最高です。

会社 3D Systems は、この技術を使用したプリンターを MJ プリンターまたはマルチジェットプリンターと名付けました。ここでも、マルチジェットを使用して液体フォトポリマー材料をビルドプレートにスプレーまたは正確に堆積させるため、この名前は技術の側面に直接関連しています。

ご覧のとおり、3D プリントで使用される名前は、最初は混乱を招くように聞こえるかもしれませんが、実際には非常に論理的です。業界が特定の技術タイプの一般名に準拠していない理由は、ブランディングの関連付けとマーケティングに大きく関係しています。企業が自社の製品に注目すればするほど、収益は向上します。これは、Outwit、Outsmart、Outplay が「Outname」という 4 つの次元を持つ、Survivor のゲームに非常に似ています。

フォトポリマージェッティング 3D プリントは、材料の押し出し/ジェッティングカテゴリに該当するか、そのサブクラスです。マテリアルジェッティングでは、プリントヘッドから液状のフォトポリマーマテリアルを噴射し、UV 光で硬化させる技術を使用しています。すべてではありませんが、ほとんどのマテリアルジェッティングプロセスでは、ビルドマテリアルとしてフォトポリマーが使用されます。

Stratasys は FDM (FFF) 印刷技術の世界的リーダーと見なされており、Objet を買収しています。 2012 年には、PolyJet および PolyJet Matrix プリンターにもつながりました。 PolyJet プリンターは、高品質の印刷物を提供するマルチマテリアルおよびマルチカラー印刷が可能です。

PolyJet プリンターはどのように機能しますか?

多くの点で、PolyJet 3D 印刷はインクジェットドキュメントプリンターに似ています。違いは、Polyjet プリンターが 3D モデルを印刷し、追加の次元を与えることです。これは、FDM 印刷とほぼ同じように、レイヤーごとに印刷することによって実現されます。

堆積された各層はUVライトの下で硬化され、このようにしてプリントは体系的に構築されます。印刷が完了すると、さらに二次硬化する必要なく、すぐに処理して利用できるため、時間を大幅に節約できます。

硬化プロセスが完了するまでサポートが必要なオーバーハングやその他の幾何学的設計要素には、引き続き印刷サポートが必要です。サポートが必要な箇所には、特別に設計されたゲル状の素材が使用されます。プリントが完了したら、サポートを手で簡単に取り外し、水で洗い、最後に化学薬品に浸して残りのサポート素材を取り除きます。

PolyJet 印刷には、Stratasys の Objet Connex 3D プリンター の場合のように、印刷速度、卓越した精度、品質、同時に使用できる多種多様な印刷材料など、多くの利点があります。 .

PolyJet プリンターは、マテリアルジェット 3D プリンターと同じ原理で動作します。印刷を開始する前に、プリンターの材料リザーバー内のフォトポリマー材料を最適な温度に加熱して、正しい印刷粘度を確保する必要があります。

印刷は、キャリッジがビルドプラットフォームの X 軸を横切って移動することから始まります。移動中、プリントヘッドは選択的にレジンを非常に細かい液滴にしてビルドプラットフォームに噴射し、すぐに硬化または UV ライトで硬化します。

複数のプリントヘッドの技術により、後で簡単に取り外せる特定のサポート材を使用して、サポートが同時に印刷されます。各レイヤーが完了すると、ビルドプラットフォームが 1 段下がり、印刷が完了するまでこのプロセスが繰り返されます。バイオ樹脂は、幅広い素材の選択肢の 1 つです。

PolyJet テクノロジーを使用すると、完成したプリントに高圧水が吹き付けられてサポートマテリアルが除去され、化学溶液に浸されてサポートマテリアルの最後の部分が溶解されます。マルチジェットプリンターは、オーブンで溶かす必要があるサポート材にパラフィンワックスを使用します。

プリンタがどのように機能するかを完全に理解するために、実際にプリンタが動作しているのを見るのはいつでも直感的で素晴らしいので、次のビデオをご覧ください!

PolyJet は FDM と似ていますか?

PolyJet プリンターと FDM プリンターはどちらもレイヤーごとに印刷を作成しますが、それぞれで使用されるプロセスは大きく異なります。 FMD プリンタは材料として熱可塑性プラスチックを使用しますが、PolyJet は液体フォトポリマーを使用します。

FDM 印刷では、熱可塑性フィラメントがスプールに巻き取られ、印刷ヘッドに供給されます。そこで溶融して層として押し出され、冷却されて固化します。各レイヤーは、印刷が完了するまで同じプロセスを経ます。 PolyJet 印刷では、噴射された液体樹脂の各層が UV 光によって硬化され、層が積み重なって完成した印刷が形成されます。

PolyJet は SLA と似ていますか?

PolyJet は、どちらも UV 光で硬化する液体樹脂を使用するという点で SLA 印刷に似ていますが、プロセスは大きく異なります。 SLA は、モデルを印刷するために樹脂バットまたはバスを使用してデザインを上下逆に印刷しますが、PolyJet プリンターはビルドプレートに小さな液滴をスプレーし、そのようにビルドします。

どちらの印刷方法もレイヤーごとに印刷しますが、PolyJet 印刷には SLA 印刷よりも明確な利点があります。まず、レジンタイプに限らず、サポート材を洗い流すだけで手間のかかる後工程が不要です。印刷量のスケールでは、PolyJet は乾燥硬化仕上げにより、より多くの印刷量を実現できます。

SLA に対する PolyJet の最大の利点は、最終製品の構造を変更できるマルチマテリアルの使用です。 SLA は剛性が設定された均一なプリントを生成しますが、PolyJet はプリント内の異なる材料を組み合わせて、特定の領域を剛性にし、他の領域をより柔軟にすることができます。

PolyJet プリンターはどのような素材を使用していますか?

PolyJet プリンターで使用されるフォトポリマー材料の範囲は、さまざまな用途で広範に及びます。以下に、医療および歯科業界に付加価値をもたらしたいくつかのアプリケーションを示します。

BoneMatrix:多孔性骨構造、線維性組織、靭帯を模倣したモデル
GelMatrix:詳細な血管構造
Med610:歯科インプラントまたはその他の整形外科手術用のサージカルガイド
Med620:歯科用の正確な試用モデル
Med690:耐久性のあるクラウンとブリッジを設計します。
VeroFlex:眼鏡フレームのデザイン

さまざまな材料が、作成されたパーツの実際の機能をどのように模倣しているかを見るのは興味深いことです。歯科では、柔らかいゴムのような柔らかい義歯フレームを作成して、下の実際の歯肉組織への直接的な圧力を制限することができます.実際の組織や骨構造の感触を持つ、強く耐久性のある人工装具を作成する能力は驚異的です。

PolyJet 3D プリントの長所と短所

人生のすべてに言えることですが、メリットとデメリットがあります。 3D プリントは生活の一部であるため、長所と短所もあるはずです。オタクっぽい言葉遣いは置いておいて、本題に進みましょう!

利点

PolyJet プリントは最大 16 ミクロンの精度で、射出成形に匹敵する滑らかな表面仕上げを備えています。印刷プロセスでは、速度を落とさずに複数のパーツを同時に印刷できます。
デザインはフルカラーで作成および印刷でき、同じ印刷物に異なる素材を使用することもできます。これは、複数のジェットプリントヘッドを使用することで可能になりました。
PolyJet テクノロジーによる硬化プロセスは瞬時に行われ、プリントはすぐに使用できます。
PolyJet テクノロジーにより細部まで優れた印刷が可能で、印刷が完了したら印刷サポートを簡単に洗い流すことができます。
現在、選択できる印刷物は 100 以上あり、その数は増え続けています。

短所

多くの利点があるにもかかわらず、Polyjet 印刷は FDM および SLA 印刷部品よりも劣ることが多いため、Polyjet 印刷にはある程度の機械的特性が欠けている傾向があります。 PolyJet プリントは熱や日光の影響を受けやすく、時間の経過とともに強度が低下します。もちろん、これは使用する素材にもよりますが、膨大な数の選択肢があるため、素材を正しく選択することでほとんどのユースケースに適切に対処できます

もう 1 つの欠点は、Material Jetting プリンターと材料が非常に高価であり、多くの 3D 愛好家にとって手の届かないものになる可能性があることです。

PolyJet は高価ですか?

簡単な答えはイエスです。PolyJet は高価です。これは、マテリアルジェッティングが 3D プリントに追加された比較的新しい技術であり、主にプロの設定で使用されていることが原因である可能性があります。これは、FDM または SLA オプションと比較して、マテリアルジェッティングが提供するオプションを検討する妨げにはなりません。

PolyJet プリンターを購入する場合は、少なくとも 35,000 ドルの投資が必要です。高品質のポリピカチュウを印刷することは経済的にあまり意味がないため、その数を考えると、それを何に使用するかを本当に理解する必要があります.

自宅で印刷するための推奨される代替手段

35,000 ドルを支払う意思がない限り、3D プリンターを手に入れるにはおそらく他の場所を探す必要があります。

現在市場に出回っているプリンターは、破綻せず、見栄えの良いモデルを作成できる複数のプリンターです。

私は Ender 3 Pro を所有しており、200 ドル未満の費用がかかることを考えると、これは素晴らしい小さなプリンターですが、はるかに優れたプリンターである Prusa MK3S+ に投資することもできますが、費用も少し (「少し」) 高くなります。 .

最後に、Resin プリンターのファンの方は、Elegoo Mars 3 Ultra 4k などの Elegoo プリンターを検討してください。これは、独自の高精細ミニチュアを作成するための素晴らしいプリンターです。

PolyJet 3D プリントの用途

前述のように、PolyJet 印刷技術の用途は広範であり、デザインの複雑さに関係なく複雑なディテールや繊細な機能にうまく対応できるため、プロの設定で求められています。

米国では、Polyjet 印刷は自動車、建築、産業、教育の分野で見られます。医療業界は、歯科だけでなく、義肢や関節置換術の PolyJet 印刷に強い支持を示しています。歯科への応用は先進国では一般的ですが、インドのような新興国ではそれほど多くはありません。そのため、米国と世界の両方で大きな成長の可能性があります.

医療業界における PolyJet

歯科は、クリアアライナー市場の拡大を可能にしたため、材料噴射技術を採用しています。プリンターの操作のしやすさと印刷の速さは、オンデマンドの要求を満たすことができることを意味します。

航空宇宙

PolyJet テクノロジを使用することで、莫大な節約が可能になりました。その一例として、米国国防総省による 380 万ドルの節約があり、今後 10 年から 15 年でさらに 1500 万ドル以上の節約が見込まれています。

常に新しい航空機の設計が検討されているため、プロトタイプ部品は不可欠であり、材料噴射技術を使用するよりも簡単に仕様に合わせて部品を作成する方法はありません.

自動車

自動車業界は 3D テクノロジから大きな恩恵を受けており、ラピッドプロトタイピング、ツール、ジグと治具、および生産部品のオプションとして材料噴射を含めることは、業界に大きな恩恵をもたらしました。

鉄道

PolyJet テクノロジにより、カスタマイズされた生産グレードの部品の生産時間が最大 95% 短縮されました。これは、どの業界においても、安全に準拠したソリューションを提示する際の効率と効果的な対応を意味します。

アート＆ファッション

アートとファッションは 3D プリンティング技術とのコラボレーションとなり、Stratasys のような企業は、技術の進歩だけでなく、哲学的および文化的側面も反映する創造物でイノベーションを橋渡ししています。そのような開発の 1 つは、PolyJet テクノロジの多くのアプリケーションの 1 つに過ぎないチョコレートのジェット印刷です。

結論

ここまでで、PolyJet 印刷について十分に理解しているだけでなく、PolyJet 印刷を所有したいという積極的な欲求を持っているはずです。少なくとも 35,000 ドルは節約できますが、個人的には趣味用の FDM または SLA プリンターを購入して、圧倒的に巨大な 3D プリントの世界を体験することをお勧めします。この業界に興味があるかどうかがわかるだけでなく、ニーズに合わせて最先端の工業用グレードのマシンが必要ないこともわかるかもしれません。