SLS と FDM 3D プリントの比較。どちらを選ぶべきか、その理由は?

選択的レーザー焼結 (SLS) と溶融堆積モデリング (FDM) は積層造形技術です。

アディティブ マニュファクチャリングは、機能プロトタイプやその他のオブジェクトを材料層を次々と作成する製造プロセスです。

SLS vs FDM テクノロジー

SLS と FDM は同じ製造技術を使用しているため、両者を比較対照して類似点と相違点を特定する必要があります。

選択的レーザー焼結印刷プロセスでは、レーザーを動力源として使用して、粉末材料を焼結し、固体の 3D モデル構造に圧縮します。

仕組み SLS プリンターは、3D モデルで定義されたパーツにレーザーを向けます。レーザーは粉末材料を融合させて固体の 3D 構造を形成します。

その一部として、溶融堆積モデリング (FDM) または溶融フィラメント製造 (FFF) は、熱可塑性フィラメント材料を使用する付加的な 3D 印刷プロセスを指します。

フィラメントは押出機のホット エンドに移動してから、プロセスが完了するまでビルド プラットフォーム上で溶融プラスチックとして層ごとに堆積します。

3D プリントでの SLS は何の略ですか?

選択的レーザー焼結

選択的レーザー焼結 (SLS) は、機能的な固体プロトタイプと部品を製造します。

これは、SLS マシンが高出力レーザーを使用してプラスチック、セラミック、またはガラスの小さな粒子を加熱し、それらを融合して固体の 3D 構造を形成する積層造形プロセスです。

SLS 印刷プロセスの仕組み

SLS 前処理

前処理は、SLS 3D プリント プロセスの最初の段階です。

前処理は、印刷プロセス中に予想される問題に対処します。たとえば、デザイナーは、鋭いエッジと薄い壁を持つ 3D オブジェクトを組み込む CAD プログラムを変更します。

SLS 3D プリントの鋭いエッジと薄い壁は不適切であるため、これらの変更は不可欠です。

段階的な SLS 処理

付加製造プロセスとして、SLS は次のように機能します。

• コンピュータ支援設計 (CAD) プログラムを使用して 3D モデルを設計する必要があります。
• デザインを薄い 2D レイヤーに分割する
• CAD プログラムは、分割された 2D レイヤーのデザインを SLS プリンターに送信します。
• 次に、レベリング ローラーを使用して、プリント ベッド上の粉末材料の層の厚さを広げます。
• その後、二酸化炭素レーザーがビルド プラットフォーム内の粉末材料の断面をトレースし、加熱して融合させます。
• 層の厚さが完了すると、プリンターはプリント ベッドを下げて、次の粉末層を印刷できるようにします。
• 各層の完成後に余分な粉末と廃棄物をリサイクル
• 最終的には、3D モデルの印刷が完了するまで、レイヤーを重ねて SLS 印刷プロセスを繰り返します。

SLS 後処理

後処理は部品の回収段階を示す重要な作業です。 SLS 3D 印刷プロセスは、印刷された部品をサポート材料で覆います。最終的な 3D プリント モデルを得るには、焼結粉末で覆われたこれらの多孔質の繭を割ってください。

後処理中にサポート材を取り除くには、サポート構造を壊して開きます 特別に設計されたクリーニング チャンバーまたは圧縮空気を使用します。

最後に、SLS 3D プリント モデルを染色およびコーティングして、使用できるようにする必要があります。

SLS と FDM とは?

SLS テクノロジー

選択的レーザー焼結 (SLS) では、レーザー ビームを使用して加熱し、粉末の小さな粒子 (できればナイロン) から複雑な形状を構築します。 SLS は、ポリマー粉末を結合させて固体の 3D 構造を形成することによって印刷します。

SLS テクノロジーの利点

• 高回転レベル
• 短いリードタイム
• 高い引張強度と剛性
• 幅広い素材の選択

SLS テクノロジーの欠点

• SLS 3D 製品はもろい
• 難しい後処理

FDM (溶融堆積モデリング) テクノロジー

Fused Deposition Modeling (FDM) 技術は、機能的なプロトタイピングと 3D 解剖学的モデルの作成において、主要な建築材料としてプラスチック フィラメントを使用します。

FDM デスクトップ マシンは、CAD プログラムを使用して、複雑な形状で設計された 3D モデルを印刷します。 FDM デスクトップ プリンタは、十分に換気されたワークショップ環境に置くのが最善です。

さらに重要なことに、FDM プリンターは費用対効果の高い 3D オブジェクトを印刷します。 FDM は、加熱された印刷ベッド上で溶融プラスチックを層ごとに押し出す押出機のホットエンドを通じて機能します。 3D ソリッド マスの印刷が完了するまで、このプロセスが繰り返されます。

FDM テクノロジーの利点

• 手頃な価格のプリンター
• 安価で広く入手可能な資料を使用する
• 正確なコーディングを使用して高品質の 3D モデルを作成する
• 耐久性のあるオブジェクトを印刷する
• 操作が簡単な FDM プリンター
• FDM プリンターは高速です

FDM テクノロジーの欠点

• 機能の詳細の複雑さを最小限に抑える
• 換気の良い空間または部屋で使用する必要があります
• FDM プリンターを適切に調整することが重要
• 印刷品質はプリンターの品質によって異なります

FDM は SLS よりも高速ですか?

これら 2 つのベンチトップ産業用システムの速度を比較することで、可能な限り短時間でオブジェクトを 3D プリントする必要があるかどうかを判断できます。

HP 製のマルチジェット フュージョン 3D プリンターは、依然として最速の 3D 印刷技術の 1 つです。 FDM プリンターに関しては、その速度は平均 100 mm/h です。

したがって、1 時間の操作で平均 100 mm のプラスチック材料を堆積できます。

一方、SLS 3D プリンターは FDM プリンターよりも低速です。時速 48 mm までしか上昇できません。これは、1 時間の操作後に 48 mm の溶融プラスチック フィラメントが堆積したことを意味します。

SLS と SLA のどちらが優れていますか?

光造形法 (SLA) は、依然として最も一般的な樹脂 3D 印刷技術です。また、高精度で完全なプロトタイプを作成できるため、愛好家に好まれています。

同時に、等方性の機械的特性を持つ最終用途部品を作成します。

さらに、SLA は繊細な機能と滑らかな表面仕上げを備えたさまざまな高度な印刷材料を使用しています。

SLA の仕組み

SLA プリントは、ビルド プラットフォームを液体レジン ポリマー タンクに配置することで機能します。液面から 1 層の高さの距離にビルド プラットフォームを設定する必要があります。

次に、UV レーザー ビームがフォトポリマー樹脂を選択的に硬化させることにより、次の層の厚さを作成します。

3D オブジェクトの印刷が完了するまで、SLA プロセスを繰り返します。

SLA 印刷方式の利点

• 滑らかな表面仕上げ
• 細密印刷に最適
• 短納期
• 幅広い素材の選択肢を提供
• 非常にポータブル
• コンパクトなオブジェクトを印刷します

SLA 3D プリント技術の欠点

• 費用のかかる方法
• リサイクル不可
• 印刷後に硬化が必要
• 大きなオブジェクトは印刷できません

SLA と SLS

SLA と SLS はどちらもアディティブ マニュファクチャリング プロセスです。また、SLA は複雑でマイナーな機能の印刷にも最適です。

それでも、SLS には、3D プリント中に部品のサポート材料として機能する未焼結粉末が周囲にあるという点で、SLA に比べて独自の利点があります。

どちらの印刷方法でも、後処理の材料回収が必要です。同様に、いずれかの印刷方法を使用して、完成した 3D モデルを同じ方法で機械加工、研磨、塗装することができます。

紙やすりで磨いたり塗装したりすると、印刷面のレイヤー ラインに沿ってレイヤーの兆候が取り除かれるため、滑らかな表面を実現できます。

FDM が人気の理由

溶融堆積モデリング (FDM) 技術では、熱可塑性フィラメントを使用して 3D プリント パーツを作成します。

熱可塑性樹脂は、化学薬品、熱、および高い機械的応力に耐え、高い応力レベルに対処できる機能プロトタイプを構築するための理想的で最も人気のある材料です。

これは、機械部品のより滑らかな動きを促すインターロッキング フォームを作成したいエンジニアに好まれる選択肢です。

それでも、FDM パーツは、SLS パーツの印刷などの専門的なトレーニングを必要とする、より複雑な追加プロセスを構築するために中程度のトレーニングが必要です。

FDM の利点は何ですか?

Fused Deposition Modeling (FDM) は、3D プリント ユーザーにいくつかの利点を提供します。

スケーラビリティ

FDM プリンターのスケーラビリティを制限する唯一の要因は、ビルド プラットフォームのサイズと 3D プリンターのアームの長さです。つまり、スケーラビリティは FDM 3D プリンターのサイズにのみ制限されます。

使いやすさ

FDM 3D プリント技術は複雑ではありません。 FDM マシンの操作を処理するには、中程度のトレーニングのみが必要です。

正しい設定でプリンターを調整するだけで済みます。多くの場合、メーカーは購入時に FDM 3D プリンターを調整しています。

プリンターのユーザー マニュアルに記載されているように、適切なプラスチック フィラメントをエクストルーダーに接続し、印刷タブを押して印刷を開始します。

手頃な価格

FDM 3D プリンターは、市場で最も一般的に使用され、手頃な価格のプリンターの 1 つです。 SLA 3D プリンターと比較して、エントリー コストが大幅に低くなっています。

同時に、使用されるフィラメントはすぐに入手できるため、幅広い材料の選択肢が提供されます。

使いやすいため、プリンタ ユーザーのトレーニングは依然として費用対効果が高くなります。したがって、より多くの愛好家を 3D プリント業界に引き付けています。

SLS と SLA の違いは何ですか?

SLA 印刷技術と SLS 印刷技術の両方で、加算プロセスが使用されます。ただし、いくつかの点で異なります。

SLA は、純粋にポリマーと樹脂で機能します。金属には印刷できません。しかし、SLS はポリスチレンやナイロンなどのいくつかのポリマーで機能し、チタンやスチールなどの金属も処理できます。

SLS 3D プリンティング テクノロジーは、高出力レーザーを使用して、ビルド プラットフォームに入れられたナイロンの小さな粉末状の粒子を狙って加熱し、3D モデルに固化する前に溶融温度にします。

SLA 3D プリントでは、最初にビルド プラットフォームを液体フォトポリマーを含むタンクに配置します。

その後、レーザーは層を次々と作成します。レイヤーの印刷が完了するたびに、ビルド プラットフォームをレイヤーの高さで調整して、次のレイヤーの印刷を有効にします。

SLS は、SLA テクノロジーに比べて堅牢で低コストです。

ただし、SLA は、射出成形部品と同様に、寸法公差がより厳しく、表面がより滑らかな 3D プリント オブジェクトを生成します。

SLA は、SLS 3D プリントでは実現が容易ではない、小さくて明確に定義された機能を作成できます

パウダーを取り囲む SLS が印刷層をサポートし、印刷が継続しても安定します。逆に、SLA 3D 印刷技術では、代わりに追加のサポート構造が必要です。

FDM または SLS を使用する場合

3D プリントのニーズに十分な予算がない場合は、SLS 方式よりも安価な FDM 3D プリント技術を選択すると便利です。

また、使いやすく、デスクトップで広く利用できるプリンターを入手する場合は、FDM 3D 印刷プリンターが最適です。

同様に、より高速に印刷できるプリンターが必要な場合は、SLS プリンターではなく FDM 3D プリンターを選択してください。

ただし、コストがかかる追加のサポート構造を使用する必要性を捨てたい場合は、SLS 3D プリンターを選択します。

ビルド セットアップで余分なパウダーを使用して、印刷プロセス中にオブジェクトの材料をサポートします。

プリント パーツに剛性と高い引張強度が必要な場合は、SLS の方が適しています。

結論

この記事では、SLS と FDM の印刷技術に関する包括的なガイドを提供します。 .ニーズに最も適したものを選択するだけです。

次に、液体樹脂を使用して固化し、堅牢な 3D 構造を形成します。