SLA と DLP。レジン3Dプリントガイド

市場には、SLA および DLP 印刷に使用できるさまざまな種類の樹脂材料があります。どちらかを選択する前に、これらの樹脂の印刷に使用される技術、長所、短所を知っておく必要があります。

SLA および DLP テクノロジは、同様の方法でパーツを生成し、機能はほとんど同じです。それらを区別する主な違いは、樹脂を硬化させるために使用される光源です。

このガイドでは、SLA と DLP について詳しく説明し、各タイプの資料を使用する際に何が必要かを理解するのに役立ちます.

SLA 3D プリントとは

滑らかな表面と複雑なディテールが必要な場合は、SLA 3D プリントが最適です。

Stereolithography (SLA) 3D プリントは、UV レーザー ビームを使用して液体樹脂を硬化させて層ごとに固体にすることで、3 次元オブジェクトを作成するプロセスです。

SLA 印刷プロセスでは、VAT 重合技術を利用して樹脂バット内の樹脂を硬化させます。ビルド プレートはレジン タンク内に配置され、レジンの層全体が表面全体を覆うようになっています。

UV 光がフォトポリマーの最初の層をスキャンすると、樹脂が光化学的に固化します。それは、彼らが紫色の光に敏感だからです.

層が完成すると、プラットフォームが層の高さを 1 つ下に移動し、スイーパー ブレードが硬化した表面を未硬化の樹脂層で再コーティングします。次に、光源が新しい層を固化させ、このプロセスが繰り返され、一度に 1 層ずつパーツがゆっくりと構築されます。

また、すべての層が融合するまで部品を加熱する、焼結と呼ばれる追加の後処理ステップも必要です。焼結することで、単に硬化するよりも、材料をより強く、より耐久性のあるものにすることができます。

ただし、この余分な手順により、生産時間が長くなり、コストが増加します。

SLA 3D プリンターとは

SLA 3D プリンターには、3D オブジェクトが置かれるベースが含まれています。レーザー ビームは、1 つの軸に沿って移動しながらモデルの表面をスキャンします。

各レイヤーがスキャンされると、プリンターは少し上に移動して次のレイヤーを追加します。モデル全体が完成するまで、連続する各レイヤーは前のレイヤーの上に構築されます。

SLA プリンターの仕組み

マシンはフォトポリマー素材の薄い層にパターンをコピーします。

フォトポリマーをさまざまな波長の光にさらすことで、最終製品の厚さを制御できます。たとえば、赤色光はポリマーを急速に硬化させますが、青色光は硬化速度を大幅に低下させます。

SLA 3D プリンターは、細部までこだわったプリントを作成します。これは、この方法を使用して作成されたオブジェクトが本物そっくりに見える傾向があることを意味します。ただし、SLA の使用にはいくつかの欠点があります。

• 大きなアイテムの作成には適していません。スキャニング ヘッドは一方向にしか移動しないため、より大きなものを構築するには複数回のパスが必要になります。
• SLA は、他のタイプの 3D プリンターに比べて遅いです。 1 つのレイヤーをスキャンするのに数分かかります。
• SLA は、直射日光の下で最適に機能します。屋内ではうまく機能しません。

DLP 3D プリントとは

DLP プロセスは、物理モデルではなくデジタル データ ファイルで機能します。

DLP プリンタは、デジタル ライト プロジェクタを使用して、フォトポリマーと呼ばれる感光材料に画像を投影します。

コンピュータがこれらのファイルから一連の断面を生成し、各断面を平らな面に印刷します。完成したら、積み上げて最終製品を作ります。サポート構造は必要ありません。

プロジェクターは、樹脂を強化するコード化された光パターンを投影および制御するデジタル マイクロミラー デバイス チップを使用します。すべての部品がテストされているため、何かが完全に適合するかどうか心配する必要はありません。

DLP 3D プリントの用途

DLP テクノロジーは、その印刷速度と効率性から、大量生産に適したプロトタイプや少量生産によく使用されます。

DLP は上下逆に印刷されますか?

DLP プリンターは逆方向に印刷できます。ただし、この機能には代償が伴います。材料は印刷前に予熱する必要があります。逆方向に印刷されたオブジェクトは、あまりサポートされていない可能性があります。

一部のメーカーは、一度完成すると動かないアイテムにのみサポートを使用することを推奨しています.

SLA と DLP のどちらが速いですか?

Digital Light Processing はステレオリソグラフィーよりも高速です。通常、DLP プリンタは、SLA マシンと比較してアイテムの作成にかかる時間が短くなります。 DLP プリンタには可動部品が 1 つあります:ステッピング モーター (Amazon で確認してください) プラットフォームを Z 軸で上下に持ち上げるのに必要です。

DLP プリンターの操作と、構築されたプレート上にあるオブジェクトの数には違いはなく、レイヤーの高さだけに違いはありません。これは、LCD 画面が同じビルド プレート上で 1 つまたは 20 のオブジェクトをフラッシュする間に時間差がないためです。

いずれかのマシンで生成される品質は、デザイン ファイルが完成品の実際の寸法とどれだけ一致しているかに大きく依存します。

設計者が誤った情報を提供すると、印刷業者は次の材料層を配置する場所を認識できず、欠陥のある部品を作成します。 2 つの技術を比較するときは、長所と短所を別々に検討してください。

SLA と DLP のどちらを選択するか

迅速なターンアラウンド タイムを探している場合は、DLP が適している可能性があります。始めるのに少し時間がかかるので、最初に試してみることをお勧めします。ニーズを満たしていると判断したら、SLA に進むことができます。

どちらのプロセスにも、特定のアプリケーションに応じて長所と短所があります。留意すべき事項を以下に示します:

SLA と DLP:違い

SLA は DLP よりもわずかに優れている傾向があります 解像度と精度でシャープなコーナーを持つ細かいプリントを作成します。 SLA プリンターは 25 ミクロンの Z 解像度で非常に複雑な形状を生成できますが、DLP プリンターは 50 ミクロンから 100 ミクロンまでの範囲の解像度を提供します。

SLA は高価な機器を使用するため、FDM などの他の手法よりも開始が難しくなります。 DLP プリンターは、対応するプリンターに比べて比較的安価です。ただし、高品質のものが必要な場合は、常に値札が付いています。

小規模な製品を大量に扱う予定の場合、SLA はおそらく DLP よりもユニットあたりの費用が高くなります。 SLA は大規模な生産に最適です。

高価なツールへのアクセスについて心配する必要はありません。必要なのは、標準のオペレーティング システム ソフトウェアを実行する通常のデスクトップ コンピューターだけです。 SLA は熱の代わりに UV 光を使用するため、デリケートなコンポーネントの損傷を心配することなくオブジェクトを作成できます。

どちらも印刷中に物をまとめるためのフレームが必要ですが、SLA ではそれらのフレームを構築するために追加の材料が必要ですが、DLP では必要ありません。つまり、SLA は小さなアイテムの作成に適していますが、DLP は大きなアイテムの作成に適しています。

さらに、SLA マシンは DLP ユニットよりも高速に印刷される傾向がありますが、必ずしも安価ではありません。

DLP を使用してパーツを作成すると、SLA よりも時間がかかります。これは、先に進む前にすべてのレイヤーが硬化するまで待つ必要があるためです。ほとんどの SLA システムにはソフトウェア パッケージが付属しているため、ユーザーはプログラミングについて心配する必要はありません。ファイルをロードして作業を開始するだけです。

精度が低く速度が遅いにもかかわらず、DLP テクノロジは、一度に 1 つずつではなく層を重ねて構築するため、より強度の高い部品を製造します。

最後に、DLP プリンターは SLA デバイスよりも掃除が簡単です。レーザーを使用しないため、SLA のように有害な煙を残すことはありません。

DLP は FDM より優れていますか?

どちらのテクノロジーも、印象的な結果を生み出すことができます。個人的な好みに基づいて、ある方法を別の方法よりも好む人もいます。 DLP は、DLP よりも高いレベルの精度を提供する傾向があります。 FDM はプラスチック フィラメントを使用 (Amazon で確認) より強い部品を生産するために。

DLP は、マシンが熱くなったときに放出される煙によって頭痛を引き起こすことが知られています。 DLP デバイスを所有している多くの人が、片頭痛や吐き気を経験していると報告しています。

FDM は、溶解した ABS から発生する有毒ガスやガスの発生を抑えます。

DLP では、層が同時に硬化するため、次の層が硬化を開始する前に各層が硬くなります。 FDM では、各層が個別に硬化します。

2 番目の層が適切に固まる前に、1 番目の層が柔らかくなりすぎる場合があります。反りや割れの原因となります。また、DLP は FDM よりも高速に印刷されます。プリンターのモデルによっては、FDM の場合は数日かかるのに対し、数時間以内にプロジェクトを完了することが期待できます。

レジン 3D プリンターの仕組み

レジン 3D プリンターは、レジンを使用してデジタル デザインから 3 次元モデルを形成します。これらの樹脂は、紫外線にさらされると硬化します。溶けることはありません。それらを適切な波長の光にさらし、自然に任せてください。

ほとんどのレジン 3D プリンターには、操作中にレジンを保温する加熱ベッドが装備されています。電源をオフにすると、レジンはすぐに冷えます。

多くのユーザーは、プロセスをスピードアップするために、樹脂を含む領域の周りに空気を循環させるためにファンを追加します.

他のアディティブ マニュファクチャリング方法とは異なり、レジン 3D プリンティングには数滴の液体レジンしか必要ありません。これにより、クリーンアップが容易になります。もう 1 つの利点は、レジン 3D プリンターが高品質の結果を生み出すことです。

これらのマシンは可視光に依存しているため、解像度は周囲の照明条件の影響を受けません。問題が発生した場合、ほとんどのレジン 3D プリンターには、一般的な問題のトラブルシューティング手順が含まれています。

MSLA 印刷とは

マルチマテリアル ステレオリソグラフィーでは、2 つの異なるタイプのマテリアルを使用してオブジェクトを作成します。材料の 1 つは「液体フォトポリマー」と呼ばれるもので、今日プラスチックとして知られているものに似ています。

完全に固まるまで30分ほどかかります。次に、パーツを LCD 光源の下で硬化させます。

その後、ユーザーはパーツをビルド プレートから取り外し、プラットフォーム上に配置して追加のレイヤーを含めます。次に、液体ポリマーの新しいバッチが前の層の表面に適用されます。

2 番目のタイプの材料は「粉末」として知られています。粉末はかなり前から存在していましたが、特別な装置が必要だったため、広く採用されませんでした.

マルチマテリアル光造形法はどのように機能しますか?

MSLA は、光源として LED アレイを使用して動作します。 LEDは、硬化と露光の両方に使用できるように配置されています。これにより、一度に複数の色を印刷できます。

このプロセスは、モデルの最初のレイヤーが印刷されたときに始まります。この最初のステップの後、次のステップが次々と発生します。まず、最上層が硬化し、最下層が未硬化のままです。

次に、最下層は、以前に作成された構造を通して UV 光にさらされます。繰り返しますが、最上位レイヤーのみが影響を受けます。最後に、アセンブリ全体を加熱オーブンに入れ、全体を硬化させます。

結論

3D プリント技術は急速に進化し続けています。より多くの企業が市場に参入するにつれて、価格は下がり続けています。

各手法の長所と短所を考慮することから始めます。ニーズに基づいて、十分な情報に基づいた決定を下すことができます。