MJF vs SLS:3D プリント技術の比較

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の 2 つの最もユビキタスな 3D 印刷技術です。これらのテクノロジにはいくつかの類似点がありますが、これらのテクノロジにはいくつかの違いがあり、さまざまな状況でそれぞれが他のテクノロジよりも適しています。

3D プリント技術の説明

選択的レーザー焼結

SLS 技術では、3D CAD モデルの断面をガイドとして使用するプリンターが、建物のプラットフォームに材料粉末の層を堆積させます。高出力 CO2 レーザーは、CAD モデルから必要な形状に従ってこの層を焼結します。材料の別の層が前の層の上に堆積され、再び焼結されます。部品が形成されるまで、この積層と焼結のプロセスが繰り返されます。

マルチジェットフュージョン

HP MJF とも呼ばれる MJF (マルチジェットフュージョン) は、SLS に似ています。ただし、MJF では、粉末の各層が堆積され、焼結温度近くまで加熱された後、インクジェットアレイが液体の融着剤を層上に噴射します。赤外線の吸収を促進する定着剤です。部品の外縁に沿ってディテール剤も堆積されます。次に、赤外線源がすべてを一緒に焼結してから、新しい粉末の層が前の層に堆積します。これらのプロセスは、パーツが作成されるまで繰り返されます。

SLS と HP MJF の類似点

テクノロジー間の主な類似点は次のとおりです。

どちらも粉末材料を使用する粉末融合技術です
どちらも焼結用の熱源が必要です
どちらも印刷中にオブジェクトのサポートを必要としないため、複雑な形状の構築が可能です
両方ともレイヤー化して機能します
主に熱可塑性樹脂とエラストマーを扱います

SLS と HP MJF の違い

材料

SLS は、1997 年に最初に特許を取得して以来、ずっと以前から使用されてきました。この技術は、PA 11、PA 12、PA 12 ガラス充填、PEBA 2301 3D、 Alumide、TPU など。これにより、SLS プロセスの選択肢が柔軟になります。

一方、MJF は 2017 年に市販された比較的新しい技術です。したがって、この技術は PA 12、PA 11、TPU などの少数の材料でのみ機能します。

寸法精度と特徴解像度

どちらの技術も高い寸法精度を提供します。ただし、MJF と SLS を比較すると、SLS パーツは MJF よりもわずかに細かいフィーチャ解像度を持っています。ただし、どちらの技術も反りの影響を受けやすいため、印刷には平らで大きな表面を避ける必要があります。

処理時間

SLS と MJF は、1 つのパーツの生産にかかる時間はほぼ同じです。ただし、マシンのセットアップ、印刷、冷却などのプロセス全体にかかる時間は、MJFの方が短い時間で済みます。これは、MJF プリンターには取り外し可能なビルドプラットフォームがあり、印刷されたパーツをマシンの外で冷却できるためです。また、多くの部品を生産する場合、MJF は数十の部品を同時に印刷できるため、高速です。

リサイクル可能性に関しては、MJF 印刷部品から回収された粉末の 80% がリサイクル可能であるのに対し、SLS は 30 ～ 50% のリサイクル可能です。

表面仕上げ

両方のテクノロジーによるパーツの表面仕上げはざらつきがあり、MJF パーツはやや滑らかな仕上げになっています。 SLS パーツは通常、白またはグレーで、さまざまな色に染めることができます。 MJFに使用されている定着剤は、赤外線の吸収を高めるために黒色です。この黒い色のため、MJF パーツは通常灰色がかった外観になり、通常は黒く染色されます。

3D プリントパーツの特性

MJF 部品と SLS 部品の機械的および物理的特性はわずかに異なります。 SLS と MJF の特性を以下の表に示します。

プロパティ	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)
破断点ひずみ (%)	20 (X,Y) 15 (Z)	18 (X,Y) 24 (Z)
融点 (°C)	187	176

パーツサイズ

SLS 印刷では、MJF 印刷 (最大 380 x 284 x 380 mm) よりも大きな部品 (最大 600 x 350 x 560 mm) を作成できます。一方、MJF は最小 0.5 mm のフィーチャを印刷できますが、SLS は最小フィーチャサイズ 0.8 mm を印刷できます。

費用

MJF と SLS の単一部品の製造コストはほぼ同じですが、MJF 部品は規模が大きくなると安くなります。これは、複数のパーツを同時に印刷できる HP MJF プリンターの機能によるものです。

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適切な 3D プリント技術の選び方

プロパティ	SLS	MJF
材料	PA 11、PA 12、PA 12 Glass-filled、TPU、PEBA 2301 3D、Alumide などの複数の素材を印刷できます	現在、PA 11、PA 12、PA 12 Glass-filled、および TPU のみを印刷できます
寸法精度	MJF よりも寸法精度がわずかに高い部品を製造します。	非常に高い寸法精度で部品を製造します。
処理時間	特に大量の場合、MJF よりも部品の製造に時間がかかります	SLS よりも短時間で部品を生産できます。これは、MJF プリンターに取り外し可能なビルドプラットフォームが存在するためで、パーツをプリンターの外側で冷却することができます。これらのプリンターは、同時に多くの部品を印刷することもできます
仕上げ	製造されたパーツの表面仕上げはザラザラ	製造されたパーツも表面仕上げがザラザラしていますが、SLS のパーツよりもわずかに滑らかです
パーツサイズ	最大 600 x 350 x 560 mm のパーツと最小 0.5 mm のフィーチャを製造可能	最大 380 x 284 x 380 mm、最小 0.5 mm のパーツを製造可能
費用	MJF と SLS の単一部品の製造コストはほぼ同じですが、MJF 部品は規模が大きくなると安くなります。