MJF 対 SLS：ポリマー・エラストマー造形で勝つのはどっち？

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）は、ポリマーとエラストマー向けの最も普及した 3Dプリント技術です。共通点もありますが、それぞれの技術に違いがあり、状況によってどちらがより適しているかが決まります。

3Dプリント技術の説明

選択的レーザー焼結（SLS）

SLS 技術では、プリンタが 3D CAD モデルの断面をガイドとして、ビルドプラットフォーム上に材料粉末の層を堆積させます。高出力 CO2 レーザーが、CAD モデルから要求される形状に従ってこの層を焼結します。さらに別の材料層を前層の上に堆積させ、再び焼結します。この層積みと焼結のプロセスをパーツが完成するまで繰り返します。

マルチジェットフュージョン（MJF）

MJF（Multi Jet Fusion）、別名 HP MJF は SLS と似ています。しかし MJF では、各粉末層を堆積・焼結温度付近まで加熱した後、インクジェットアレイが層上に液体融着剤を噴射します。この融着剤は赤外線吸収を促進します。ディテーリング剤もパーツ外縁に沿って堆積されます。その後、赤外線源がすべてを焼結し、新しい粉末層が前層上に堆積されます。これらのプロセスをパーツ完成まで繰り返します。

SLS と HP MJF の共通点

主な共通点：

• どちらも粉末材料を使用する粉末焼結技術
• どちらも焼結用の熱源を必要とする
• どちらも造形時にオブジェクトサポートを必要とせず、複雑な形状の構築が可能
• どちらも積層方式で動作
• 主に熱可塑性樹脂とエラストマーを使用

SLS と HP MJF の違い

材料

SLS は 1997 年に最初の特許を取得して以来、長い歴史があります。この技術は PA 11、PA 12、PA 12 ガラス充填、PEBA 2301 3D、アルミダイド、TPU など、複数の材料に対応するよう進化してきました。これにより SLS プロセスでは材料選択の柔軟性が高いです。

一方、MJF は比較的新しく、2017 年に商用化されたばかりです。そのため、現在対応できる材料は PA 12、PA 11、TPU など少数に限られます。

寸法精度とフィーチャ解像度

両技術とも高い寸法精度を提供します。しかし MJF と SLS を比較すると、SLS パーツの方がわずかに細かいフィーチャ解像度を持ちます。ただし、両技術とも反りの影響を受けやすいため、大きな平面の造形は避けるべきです。

処理時間

単一パーツの造形時間は SLS と MJF でほぼ同じです。しかし、マシンのセットアップ、造形、冷却を含むプロセス全体の時間では、MJF の方が短時間で完了します。これは MJF プリンタが着脱可能なビルドプラットフォームを備え、造形パーツをマシン外で冷却できるためです。また、多数パーツの生産では、MJF は同時に数十個のパーツを造形できるため高速です。

リサイクル性について：MJF 造形パーツから回収される粉末の 80% が再利用可能ですが、SLS では 30〜50% です。

表面仕上げ

両技術のパーツ表面は粒状（グレイン）ですが、MJF パーツの方がわずかに滑らかです。SLS パーツは通常白またはグレーで、幅広い色に染色可能です。MJF で使用される融着剤は赤外線吸収を高めるため黒色であり、この影響で MJF パーツは灰色がかった外観になり、通常黒に染色されます。

3Dプリントパーツの特性

MJF と SLS パーツの機械的・物理的特性はわずかに異なります。以下の表に SLS と MJF の特性を示します。

特性	MJF	SLS
引張強度 (MPa)	1700 (X,Y) 1800 (Z)	1650 (X,Y) 1650 (Z)
引張弾性率 (MPa)	48 (X,Y) 48 (Z)	48 (X,Y) 42 (Z)
破壊時歪み (%)	20 (X,Y) 15 (Z)	18 (X,Y) 24 (Z)
融点 (°C)	187	176

パーツサイズ

SLS は MJF（最大 380 × 284 × 380 mm）より大きなパーツ（最大 600 × 350 × 560 mm）を造形できます。一方、MJF は最小フィーチャ 0.5 mm まで造形可能ですが、SLS は最小 0.8 mm です。

コスト

単一パーツの製造コストは MJF と SLS でほぼ同等ですが、量産では MJF の方が安くなります。これは HP MJF プリンタが複数パーツを同時に造形できるためです。

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適切な 3Dプリント技術の選び方

特性	SLS	MJF
材料	PA 11、PA 12、PA 12 ガラス充填、TPU、PEBA 2301 3D、アルミダイドなど複数材料に対応	現在は PA 11、PA 12、PA 12 ガラス充填、TPU のみ対応
寸法精度	MJF よりわずかに高い寸法精度	非常に高い寸法精度
処理時間	MJF より時間がかかる、特に大量生産時	着脱式ビルドプラットフォームでマシン外冷却可能、同時に多数造形可能なため SLS より短時間
仕上げ	粒状の表面仕上げ	粒状だが SLS よりわずかに滑らか
パーツサイズ	最大 600 × 350 × 560 mm、最小フィーチャ 0.5 mm	最大 380 × 284 × 380 mm、最小フィーチャ 0.5 mm
コスト	単品コストはほぼ同等だが、量産では MJF が安価

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