SLS vs SLA 3Dプリント：主な違いと選び方

3Dプリント技術は、プロフェッショナルとホビイストに多様なプリント手法を提供します。

その一つがステレオリソグラフィ（SLA）プリントです。SLA技術は、単一のレーザービームを特定のポイントに照射して液体レジンを硬化させます。

硬化したレジンが指定された3Dオブジェクトとして固体化します。

一方、SLS（選択的レーザー焼結）では、レーザービームがパウダーを融合・焼結させ、目的の3Dプリントパーツを形成します。

3DプリントにおけるSLS vs SLA

SLAとSLSの3Dプリント技術は、どちらも積層造形（アディティブ・マニュファクチャリング）に属します。しかし、SLSはパウダーベッド融解方式、SLAは液体レジン方式に分類されます。

また、SLA技術は射出成形品に匹敵する優れた表面仕上げで3Dオブジェクトを生成します。

本記事では、3Dプリント技術の包括的な情報、特に技術的違いを解説します。これにより、あなたの3Dプリントニーズに最適な手法を選択できるようになります。

3つの主要な3Dプリント技術

1. ステレオリソグラフィ（SLA）3Dプリント技術

SLAプリンターは1980年頃に発明されました。この技術は、3Dパーツ製造プロセスでUVレーザービームを使用します。

特筆すべきは、SLAプリンターがプリントプロセス中にレーザービームで液体レジンを硬化させる点です。

3Dプリントの専門家とホビイストは、SLAプリントプロセスを光重合と呼びます。UVレーザービームが液体レジンを硬化させると、それが固化して3Dプリントパーツが形成されます。

SLAプリント方式の利点

• より精密なオブジェクトをプリント可能
• クリアなディテールを再現
• 滑らかな表面仕上げ
• 汎用性が高い
• 材料選択の幅が広い
• プリント時間が短い
• 複雑なパターンをプリント可能

SLAプリント方式の欠点

• 材料が高価
• レジンが有毒
• リサイクル不可能な廃棄物が発生
• サポート構造が必要
• 頻繁なレーザーキャリブレーションが必要

SLAプリント方式の用途

3Dプリントコミュニティでは、ステレオリソグラフィまたはSLAプリント技術が多くの用途で使用されています。特に、機能パーツ、金型、パターンの作成で以下の業界で活用されています：

• 製品設計
• 歯科
• 聴覚学
• 教育
• エンジニアリング
• ジュエリー
• ヘルスケア

2. 選択的レーザー焼結（SLS）3Dプリント技術

選択的レーザー焼結（SLS）技術は、パウダーベッド積層造形3Dプリントプロセスを表します。産業用途で最も人気があり、予測可能な積層造形技術です。

SLSプリンターはUVレーザービームを使用してパウダー粒子を溶融・融合し、3Dプリントパーツを形成します。レーザー出力はSLSプリンターによって異なり、使用可能な材料タイプを決定します。

SLS 3Dプリント方式の利点

• 高解像度
• 短納期
• 高引張強度
• 幅広い材料選択
• 複雑な形状に対応
• 優れた寸法精度
• プリントコストが低い
• バッチプリントが容易
• サポート構造が不要

選択的レーザー焼結（SLS）3Dプリント方式の欠点

• プリントパーツが脆い
• 後処理が困難
• 材料がリサイクル不可
• FDM、SLAからSLSへの移行が困難
• 原材料の種類が限られる

選択的レーザー焼結（SLS）3Dプリント方式の用途

SLS技術は機能的プロトタイピングとエンジニアリング業界で最適に機能します。その他のSLSプリント技術の用途には：

• 自動車設計
• 迅速な製造
• 航空宇宙ハードウェア
• 医療・ヘルスケア
• 治具、フィクスチャ、ツール
• 鋳造パターン
• 複雑なプラスチックパーツの成形

3. 熱溶解積層法（FDM）3Dプリント技術

熱溶解積層法（FDM）は、積層造形3Dプリントプロセスです。重要なのは、積層造形とは、材料の層を積み重ねてオブジェクトを生成することを指します。

FDMは溶融フィラメント造形（FFF）とも呼ばれます。また、人気の3Dプリント技術の上位に位置します。

この技術では、異なるプリンターがPLA、ABS、PETGなど同じ材料フィラメントを使用できます。

加熱されたプリンターノズルがこれらの熱可塑性フィラメントを押出し、プリントベッドに層ごとに堆積させます。溶融フィラメント層が冷却されて、イメージ通りの3Dオブジェクトが形成されます。

熱溶解積層法技術の利点

• フィラメントがリサイクル可能
• 操作が簡単
• 材料選択の幅が広い
• 構造がシンプル
• コンパクトな設計
• クラウドサーバープリント対応
• 予算に優しい
• 持ち運びが容易

熱溶解積層法技術の欠点

• 表面仕上げが粗い
• 反り（ワーピング）がよく発生
• ノズル詰まりのリスク
• プリント時間が長い
• 引張強度が低い
• 頻繁なベッドキャリブレーションが必要

熱溶解積層法技術の用途

• 産業用途
• プロトタイプ
• ギフト
• 義肢
• 建築
• 術前モデル
• 家庭用品
• 小道具・コスプレ

SLA vs SLS：違いを見てみよう！

SLAとSLSは積層造形（AM）3Dプリントプロセスです。また、両方ともレーザーを使用してプリント層をトレース・構築し、後処理が必要です。

SLAプリンターは液体レジンを硬化させて3Dプリントパーツを製造します。一方、SLSプリンターはプリントプロセスで余分なパウダーを選択的に融合させます。

SLAプリント技術はより厳しい寸法公差でパーツを製造します。一方、SLSプロセスは比較的低コストでより剛性の高いオブジェクトを提供します。

また、SLAプロセスは小型の3Dプリントパーツやフィーチャーの製造に最適な選択肢です。

SLSの周囲のパウダーがプリント中にプリント層のサポート構造を提供します。対照的に、SLAパーツはプリント期間中に自己支持するよう設計されます。

さらに、SLAプロセスは両者の中で最高の解像度を提供します。プリント精度ではほぼ同等ですが、プリント表面ではSLAが優れています。

SLSプロセスはSLAより優れたスループットを誇ります。つまり、SLSは単一の大型パーツや多数の異なる小型パーツを一度にプリントできます。

3Dプリントホビイストは、SLSが複雑な3D設計のプリントに適しており、SLAは使いやすいと同意しています。

SLSはSLAより強いのか？

SLSはSLAより頑丈な3Dオブジェクトをプリントします。重要なのは、SLSプリントプロセスがSLSプリンターでUVライトを使用してパウダーを溶融・融合・焼結させる点です。

粉末材料の溶融と融合により、より頑丈なオブジェクトのプリントが可能になります。

SLSプリンターで製造される機能的プロトタイプはより堅牢で柔軟性があります。これにより、機械的用途に適した堅牢で柔軟な産業用材料の製造が可能になります。

対照的に、SLAプリントは高精細なパーツを持つ3Dオブジェクトを生成します。また、SLAの3Dプリントパーツは滑らかで微細な表面を持ちます。しかし、オブジェクトの強度はSLSプリントパーツより弱いです。

特筆すべきは、SLAプリントパーツが完全に弱いわけではない点です。使用するレジンの種類と量によって、SLAプリントパーツは実用的ですが、相対的に脆いです。

SLSはFDMより強いのか？

はい！SLSはFDMより強いです！

SLSプリントでは粉末ナイロンのみ使用可能です。一方、FDMプリントは幅広い材料を提供します。

FDMプリントで使用できる材料には、PETG、ABS、PLA、ナイロンがあります。また、SLS 3DプリントパーツはFDMプリント品より頑丈で耐久性があります。これは技術的違いによるものです。

さらに、FDMプリンターはノズルが溶融フィラメントを押出し、プリントベッドに層ごとに材料を堆積させて3Dプリントパーツを生成します。最終的にプリント層は冷却時に結合しますが、融合はしません。

対照的に、SLSプリンターは粉末ナイロンを溶融・融合・焼結して3Dプリントパーツを作成します。つまり、融合された部品は単に結合された部品より強固です。

さらに、FDMでナイロンをプリントするのは最良の選択ではありません。ナイロンはFDMで容易に反り・収縮するためです。

SLAはFDMより頑丈か？

SLAとFDMは、プロフェッショナルとホビイストの両方に人気の3Dプリント手法です。特筆すべきは、これらが提供する点：

• プロトタイプの設計柔軟性
• 汎用パーツ製造
• 小ロット製造
• 同種の3Dパーツ製造能力

しかし、ホビイストやプロフェッショナルとして、詳細なチェックを行うことで、どちらが最適な3Dプリント手法か判断できます。

一般的に、FDMフィラメントは生分解性PLA材料から、よりタフな衝撃耐性ケブラーまで幅広く、FDMをプロトタイプ、産業用ツール、フィーチャーのプリントに汎用的にします。

FDMはレジンプリント3Dパーツより強いです。また、衝撃耐性と引張強度でFDMがSLAを上回ります。

また、PLA、ABS、PETG、PET、ナイロン、ポリカーボネートなどの一般的なプラスチックフィラメントは、標準レジンより優れた3Dプリントパーツを生成します。

ただし、タフレジンは通常レジンとは異なり、これらのプラスチックフィラメントより強いことに注意してください。

SLAの仕組み

ソフトウェア

SLA 3Dプリントには、CAD技術を使用した3Dモデルの設計が必要です。CADファイルは、目的の3Dオブジェクトを表すデジタルファイルです。

3Dプリント用ソフトウェアがわからない場合は、さまざまな3Dモデリング＆スライシングソフトウェアを扱った記事をご覧ください。

SLA 3Dプリントプロセス

SLA 3Dプリントプロセスは、レーザーが光感性レジン内の最初のプリント層に照射されることで開始されます。レーザーが当たると、液体レジンが固化します。

SLAプリンターにはコンピューター制御のミラーがあります。このミラーがレーザーをガイドし、既にプリントされた層の適切な断面に照射します。

特筆すべきは、ほとんどのデスクトップSLAプリンターが逆さまに動作する点です。したがって、レーザーはプリンターベッドに向けて上方向に照射されます。ビルドプラットフォームはゆっくりと開始し、プロセスの進行につれて上昇します。

プリンターが最初の層を堆積させるとすぐに、プラットフォームは層の厚さに応じて上昇します。これにより、プリントされた層の下に追加のレジンが流れ込みます。

レーザーが次の層の断面を照射し固化させます。プリンターはオブジェクト全体が完成するまでこのプロセスを繰り返します。

後処理

SLAプリンターがオブジェクトのプリントを完了すると、ビルドプラットフォームがタンクから上昇し、余分なレジンが排出されます。その後、モデルをビルドプラットフォームから取り外す必要があります。

その後、余分なレジンを洗浄し、最終硬化のためにUVオーブンに入れます。

SLSの仕組み

SLSプリントプロセスはSLSプリンターを使用して動作します。プリンターはレーザーをエネルギー源として使用します。

SLSプリントプロセス

SLSプリンターはビルドプレートの上に薄いパウダー層を分散させます。その後、融点以下の温度でパウダーを予熱します。

これにより、レーザーがプリントモデルを固化させるために移動する際、パウダーベッドの特定部分の温度を上げやすくなります。

レーザーがプラスチック材料のパウダーを選択的に溶かし、それらを融合させて3Dプリントパーツにします。SLSプリンターはレーザーパウダーベッド融解（LPBF）を使用します。これは積層造形技術の高度な分野です。

SLSプリンターはCADモデルのデータを使用してレーザーをガイドします。特筆すべきは、未融合のパウダーがプリントをサポートし、サポート構造を不要にする点です。これにより、プリントコストが削減されます。

プリント中、プラットフォームはビルドプラットフォーム内で1層分下がります。これによりレーザーが次のプリント層に照射して固化できます。プリンターはこのプロセスを層ごとに繰り返し、SLSプリントパーツが実体化します。

SLS冷却プロセス

SLSプリンターがプリントを完了すると、ビルドチャンバーが冷却されます。ビルドチャンバーは内側と外側から冷却され、3Dプリントパーツが最適な機械的特性を実現できるようにします。

モデルが必要な機械的特性を獲得すれば、反りや収縮の可能性から安全になります。

SLSモデルの後処理

プリントと冷却プロセスの終了時に、3Dプリントオブジェクトをビルドプラットフォームから取り出す必要があります。また、余分なパウダーを清掃します。

ホビイストは未使用または余分なパウダーをリサイクルして廃棄物を最小限に抑え、プリントプロセスを環境に優しくできます。

さらに、SLSプリントパーツをメディアブラストやタンブリングでさらに後処理できます。

結論

SLSとSLAの3Dプリント技術は、近年見られるほとんどの3Dプリントのメリットと産業用途の原動力であり続けています。

両手法ともレーザービーム技術を使用します。また、レーザー技術は精密で、ヒーターやホットエンドの必要性を排除し、オブジェクトの反りを防止します。

SLAは光重合レジンで動作し、金属には対応しません。対照的に、SLSは一部のポリマーとステンレス鋼、チタンなどの金属で動作します。