FDMとSLA 3Dプリント技術の主な違いを理解する

3Dプリントは見た目ほど新しい技術ではない。1986年、チャック・ハル（3D Systems創業者）が最初の3Dプリンターを特許取得して以来、長年存在している。これはSLA方式（ステレオリソグラフィー）プリンターで、レーザービーム照射により光重合で硬化する樹脂を使用する。わずか2年後、スコット・クランプ（Stratasys創業者）が最初のFDM方式（熱溶解積層法）3Dプリンターを発表し、これが現在、一般的に最も知られるタイプとなっている。

両方式の動作原理は似ている。どちらも積層造形だ。FDMは層全面に材料を堆積させるのに対し、SLAはレーザービームで樹脂を直接硬化させる。

FDMとSLA 3Dプリンターの主な違い

材料と色

FDMプリンターで最も一般的な材料はPLAとABSだが、先進材料としてPETG、ナイロン、PC-ABSやファイバー入りPLAなどの混合材料の使用も増えている。材料の種類も色も日々拡大している。

ほとんどのFDMプリンターは、メーカー供給の標準コイルを使用し、フィラメント径は1.75mmまたは2.85mm。フィラメント径は、プリンターの動作方式（デカルト式やデルタ式）とエクストルーダータイプに応じてメーカーが決定する。

画像1：1.75mmと2.85mmフィラメント

SLAでは、材料タイプも色も選択肢ははるかに限られる。主要樹脂メーカー（FormLabs）が最も幅広い材料（標準樹脂、エンジニアリング樹脂、歯科用樹脂、鋳造用樹脂）を揃え、最近ではベース樹脂と染料セットのカラーキットでユーザーが希望色を調色できるようになった。

画像2：カラーキット。出典：Formlabs

仕上げ精度

FDMプリンターでは、層高さ0.1mmで良好な仕上げが得られるのが普通だが、形状が複雑または微小な部品ではこの技術はノズル径によって最小厚が制限される。同一材料でサポートを造形する場合、接触面の仕上げは不均一になりやすく、サポート接触部の後処理が必要だ。この欠点の解決策として、水溶性サポート材（PVAやHiPS）の使用がある。

画像3：FDMの美しい仕上げ。出典：Fillamentum

SLA技術プリンターではプリント精度が非常に高い。レーザービーム径が極小のため、複雑形状でも高精度だ。例えばForm 2 SLAプリンターは層高さ0.025mmで造形でき、最終的な機能部品を直接得られる。精度はジュエリーや歯科用アプリケーションモデルを完全なディテールで造形できるレベルにある。

画像4：SLAの美しい仕上げ。出典：FormLabs

密着性 / サポート除去

FDMプリンターは材料種類が豊富だが、ベースへの密着は通常問題にならない。Magigoo、PrintFix、DimaFixなど非常に効果的な製品があるためだ。反り（ウォーピング）しやすい材料（PPなど）でも、PPシーリングテープなしで解決できるSmart Stickが既に登場している。FDMプリンターのベースから造形物を取り外すのは非常に簡単で、大半の場合手で可能だ。

画像5：Magigoo

FDMプリントのサポートには通常、溶解性材料（HiPSやPVA）を用い、除去が容易だ。HiPSはD-リモネンに溶解し、PVAは水に溶解する。これらは複雑形状や内部流路を持つオブジェクト造形時に特に実用的で、手作業の後処理が届かない箇所でも対応できる。

画像6：D-リモネン

SLAプリント技術では、密着性は決して問題にならないが、造形物をプリントベースから取り外すにはより手間がかかる。ベースに強く張り付いているため、専用ヘラが必要だ。また、プリント完了時にはベースが樹脂で汚れており、清掃に時間を要する。

SLAプリンターでは異なる2材料でのプリントができないため、サポートをペンチなどで手動除去し、完全に除去するため後処理を施す必要がある。

後処理

FDMプリンターでプリント後、サポート除去の後処理のみ必要（前節で説明）。ABS、Smartfil E.P.など多くの材料はサンディング可能で、より良い表面仕上げが得られる。

一方、SLAプリンターでプリント完了後は、未硬化の表面樹脂層をイソプロピルアルコール浴やForm Washなどの洗浄装置で除去しなければならない。ほとんどの樹脂は完全硬化後にサンディングと塗装が可能だ。

画像7：Form Wash。出典：FormLabs

結論

この場合、各3Dプリント技術の適用分野は非常に明確だ。FDMプリンターは、優れた表面仕上げや寸法精度を必要としない、経済的で迅速なプロトタイプに最適（ただし高精度・高仕上げのFDMプリンターも存在する）。

FDMプリンターは、材料の豊富さにより直接機能部品の取得にも非常に有用だ。対照的に、SLAプリンターは最終部品レベルの優れた仕上げと正確な寸法を必要とする部品やオブジェクトに推奨されるが、プロトタイプ目的であり、応力や応力を受けない用途に限られる。

現在、FormLabsとUniZが市場に革命をもたらす3Dプリンターと樹脂を開発している。Formlabsは新しいForm 3とForm 3Lを擁し、LFS（低圧ステレオリソグラフィー）動作技術により、造形時間とサポート数を削減。UniZはSLASHとzSLTVシリーズを持ち、LED-LCD動作で最大600mm/hの超高速造形と見事な仕上げを実現。両メーカーとも高品質な最終機能部品をプリント可能なエンジニアリング樹脂を提供している。