SLA 対 SLS |プロトタイプには何を選ぶべきですか?

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投稿日:2018 年 7 月 20 日 | WayKen マーケティング マネージャー、Candy 著

およそ 10 の主要なラピッド プロトタイピング テクノロジがあり、それらをグループ化する方法によって異なります。あなたが設計した医療機器にはどれを選ぶべきですか？あるいは、車や飛行機、あるいは台所用品のために何かを作ったことがあるかもしれません。プロトタイプに関しては、業界や製品ごとに独自のニーズがあります。そして、それについてもあなた自身の考えがありますよね？投資家に見せるのが見栄えがするだけですか？それとも、それが機能するかどうかを確認して、表面仕上げをやめてより安価なものに落ち着くことができますか、それともおそらくテストを行うつもりですか.物をぶつけたりつぶしたり、加熱したり、水に沈めたりします。

これらの製品と用途のそれぞれには、そのプロトタイプを作成するのに最適なテクノロジがあります。さて、1 つの記事ですべての方法を比較し始めると、その記事は 1 時間で読めるようになります。そして、今日では誰もそれらのための時間を持っていません。そこで、プロトタイピング市場の約 30% をカバーする 2 つの手法に固執しましょう。プラスチックのSLAプロトタイピングとSLSプロトタイピング。したがって、ここでは SLA 3D プリントと SLS 3D プリントを比較します。

SLA印刷の開発

SLA またはステレオリソグラフィーは、3D プリントの世界で最も古い技術の 1 つです。 1980年代初頭に日本で発見されました。児玉博士は、液体ポリマー タンクと単一の UV レーザーを使用する装置を考え出しました。

レーザーはポリマーの表面層を硬化させて硬くし、層をタンクに少し沈めました.そうすれば、硬化したプラスチックが次の層のベースとして機能します。しかし、児玉博士は研究のための十分な資金を持っていなかったため、特許を取得できませんでした。

1884 年、フランスの科学者グループが、プロジェクトのためにフラクタル パーツ (非常に複雑で入り組んだ幾何学パーツ) を作成する方法を考えていたところ、ポリマーを硬化できるレーザーについて考えました。彼らはプロトタイプを申請しましたが、商品化に十分な注意を払っておらず、彼らのアイデアは真剣に受け止められませんでした.

そこで1884年にも、このような方法を考えた3人目のアメリカ人発明家チャック・ベルが立体造形法の特許を出願しました。彼はすべてを熟考し、自分のアイデアを販売するために 3D Systems という会社を設立しました。現在、3D Sytems は 3D プリンターを製造する最大の企業の 1 つです。

SLA 印刷技術

SLA 印刷には、実際には 2 つの方法があります。これをダイレクト SLA とリバース SLA と呼びましょう。

ダイレクト プロセスは、SLA が最初に発明された方法です。プリンターには、液体ポリマー タンクと、ポリマーの表面より 1 つ下の硬化層であるベース プレートがあります。 UV レーザーがパーツの現在の断面をトレースし (プログラムは、パーツがレイヤーにスライスされ、各スライスに対してレーザー パスが生成されるように記述されています)、最初の硬化レイヤーが得られます。次に、プレートが 1 層の高さまで下がり、特殊なナイフがタンクの表面を横切って移動し、ポリマーがプレートの上の領域を完全に満たすようにします。その後、次の層が硬化します。

逆方向の方法は、パーツの向きと動きが異なります。ここでは、ベースプレートが透明で、直接法と比べて上下が逆になっています。レーザーがプレートを通してポリマーを硬化させると、プレートが下降する代わりに上昇します。したがって、このプロセスを、水からオブジェクトをゆっくりと取り出すことと比較できます。唯一の違いは、後者のプロセスでは、オブジェクトがもともと水中にあったということです。 SLA 印刷では、タンク内の液体から作成します。

SLS の説明と歴史

SLS は同様の 3D プリント プロセスです。テキサスのカール・デッカード教授によって開発されました。彼はエンジニアであり、連続生産に必要な鋳造の量を減らすことを考えていました。その後、彼は自分の特許を 3D Systems に売却しました。 3D Systems は後に、金属粉末にも SLS を使用することに成功し、金属部品の生産にも革命をもたらしました。現在、この技術は金属部品を印刷するための最も一般的な方法です。その開発の過程で、粉末が本当に危険であることが判明しました。とても細かくて吸いやすいです。そのため、SLA とは異なり、SLS テクノロジはデスクトップのホビー バージョンには適していません。

このプロセスでは、主な材料としてプラスチック粉末が使用されます。この粉末を特殊なナイフでベースプレートに広げます。その後、SLA と同様に、レーザーがパーツの断面をトレースします。その後、ベースプレートを1層下げ、粉末を再び広げます。 SLA とよく似ていますね。そう思いませんか?

材料

SLA .このプロセスでは、紫外線によって硬化するポリマー、またはフォトポリマーと呼ばれるものを使用します。さまざまな樹脂組成があるため、主に用途によって分けられます:

• 標準樹脂。それらは最も安価で、機械的特性が最悪ですが、品質は非常に優れており、射出成形と比較することさえできます.そのうちのいくつかは透明なので、たとえば車のライトなどの明確なプロトタイプを作成できます。
• エンジニアリング樹脂。それらは実際の試作品に使用でき、ABS のような形、耐熱性のある形、硬い、または柔軟な形で提供されます。良好な表面仕上げが維持されており、強度もやや向上しています。
• 医療用樹脂。 SLA印刷用に発見されたフォトポリマーの中には、クラスIおよびIIの生体適合性のものがあります。つまり、それらを人間の組織と長時間接触させておくことができます.これは大きなアドバンテージです。

SLS。 この技術は当初、ナイロンで使用されていました。年月が経つにつれ、他のいくつかの材料がこの技術に適応されました.

• ナイロン。これは、SLS で最も普及しているプラ​​スチックです。すべての SLA 素材よりも耐久性、耐熱性、強靭性に優れています。
• ウレタン。シンプルなポリマー パーツの鋳造に適したシンプルな柔軟なプラスチックです。
• ワックス。使用するワックスは、鋳造モデルを作るのに最適です。モデルを成形混合物で覆い、溶けるまで加熱するだけです。

後処理

SLA。 SLA 印刷の主な欠点は、同じ素材で作られた多くのサポートがあることです。このため、サポートを削除するために切断操作を実行する必要があります。また、サポートの痕跡からカットオフ領域をきれいにする必要があります。プロセス全体は非常に時間がかかります。

また、硬化した部分は実際には完全に硬化していません。レイヤー間の一部の領域は、途中でしか反応していません。これが、印刷されたパーツの硬化に一部の UV 光チャンバーを使用すると、パーツの強度が向上する理由です。ただし、これは絶対に必要というわけではありません。

SLS。 通常、部品の表面仕上げは、SLA 後よりも SLS 後の方が悪くなります。これが、良好な表面仕上げが必要な場合に、SLS 部品が研磨され、機械的に後処理される理由です。これには多くの時間がかかります。

まとめ:何をいつ使用するか

全体として、このプロセスは優れた品質の部品を生み出しますが、SLS よりもはるかに高価です (直接 SLA の場合、タンクから残った液体プラスチックを再利用することはできず、長期間保管することもできないため、保管した方がよいでしょう)。プリンタがロードされている)、サポートを取り外すプロセスが必要です。その利点は、実装できる豊富なマテリアルです。

SLA は、医療機器、表面仕上げが良好な透明部品、一部の射出成形または鋳造モデルに使用します。製品を自慢するために使用してください。部品は非常に優れています。

SLS は、SLA よりもはるかに優れた強度とその他の特性をもたらします。ただし、その表面仕上げははるかに悪いです (約 2 ～ 3 クラス低い)。このプロセスは、SLA よりもはるかに安価です。サポート構造はまったく必要なく (前の粉末層がより高い層をサポートします)、以前の使用で残った粉末を再利用できます。

パーツがより大きな負荷、腐食、または振動に耐えなければならない場合は、SLS を使用してください。表面仕上げが問題にならず、予算が少ない場合は、SLS を使用してください。自分用またはテスト用に使用してください。