樹脂とフィラメントの 3D プリンティング:どちらの方法がプロジェクトに適していますか?

Xometry では、SLA、PolyJet など、樹脂ベースのプロセスを多数提供しています。同様に、フィラメントの形で材料を使用する溶融堆積モデリング (FDM) も提供しています。これらすべてのプロセスを使用して、お客様向けのカスタム 3D プリント部品を作成できますが、樹脂を使用した 3D プリントとフィラメントベースのプロセスおよび材料の間には、いくつかの重要な違いがあります。

これらの方法には両方とも長所と短所があり、最適な方法は実行しているプロジェクトの種類によって異なります。予算や厳しい納期も考慮する必要があります。樹脂とフィラメント 3D プリンティングの違い、それぞれの長所と短所、そしてそれらを最適に使用する方法を詳しく見てみましょう。

樹脂 3D プリントとは何ですか?

レジン 3D プリントでは、レーザーやプロジェクターなど、プリンター自体に内蔵されているある種の UV 光源を使用して、層ごとに硬化する液体フォトポリマー樹脂材料を使用します。樹脂 3D プリントの種類によっては、ステレオリソグラフィー (SLA) またはデジタル ライト プロセッシング (DLP) などがあります。どちらも樹脂を使用していますが、それぞれに違いがあります。 SLA は UV レーザーを使用してアイテムの形状を樹脂の表面にトレースしますが、DLP は UV 光のパターンを樹脂層全体に投影し、すべてを同時に硬化します。印刷すると、後続のレイヤーのためのスペースを確保するためにビルド プラットフォームが下がり、印刷が完了するまでこのプロセスが繰り返されます。完了したら、通常、後処理としてプリントを洗浄して硬化し、余分な樹脂を除去します。

ClearVue マテリアルの SLA を使用して 3D プリントされたパーツ。

樹脂 3D プリントはどのように機能しますか?

樹脂 3D プリンティングのプロセスは、ステレオリソグラフィー (SLA) またはデジタル光処理 (DLP) とも呼ばれ、UV 光を使用した液体フォトポリマー樹脂の層ごとの硬化を伴います。 DLP のプロジェクターが樹脂層全体に UV 光のパターンを投影して一度に硬化させるのに対し、SLA は樹脂の表面上でオブジェクトの形状をトレースすることで樹脂を選択的に固化させます。各層が乾燥した後、ビルドプラットフォームが下降し、オブジェクト全体が完成するまでこのプロセスが繰り返されます。最終製品は、余分な樹脂を除去して材料を硬化するために、洗浄と硬化を含む後処理が行われます。

樹脂 3D プリントの利点は何ですか?

樹脂を使った 3D プリントは、多くの特典があるため人気があります。これは、複雑なデザインを滑らかな表面で詳細かつ高解像度のプリントにしたい人にとって頼りになる 3D プリント方法と考えられています。柔軟なエンジニアリンググレードのレジンや歯科用コンポジットレジンなど、幅広いレジンがあります。 

樹脂はプラスチックや粉体と異なり耐水性があり、硬化後も耐水性が持続します。湿気を吸収しないため、防水プリントの作成に最適です。樹脂 3D プリントのもう 1 つの利点は、樹脂プリントで一般的に使用される UV 硬化方法で高レベルの精度を達成できるため、機械から取り出したときの表面仕上げが通常より滑らかになることです。当社の PolyJet プロセスと SLA プロセスはすべて、層の高さ 50 ミクロン以下を簡単に達成できます。

樹脂 3D プリントの欠点は何ですか?

樹脂 3D プリンティングには、通常フィラメント プリンターよりも小さい印刷サイズの制限やプロセスの長時間化など、いくつかの欠点があります。プリントからサポートノブを洗浄、硬化、研磨するには多くの時間と労力がかかり、また非常に汚くなる可能性があります。樹脂を使用して 3D プリントする場合、この方法では吸い込んではいけない有毒ガスが発生するため、十分な換気を行うことが重要です。樹脂には賞味期限があり、保存期間が限られています。期限切れの樹脂を使用すると、プリントが損なわれる可能性があります。最後に、樹脂プリントは UV、環境、その他の要因によって劣化しやすいです。 

樹脂 3D プリントの長所と短所。

樹脂 3D プリンターにはどのようなソフトウェアが使用されますか?

Chitubox、Lychee Slicer、Formlabs PreForm、および Autodesk® Meshmixer は、樹脂 3D プリント用の人気のあるソフトウェア オプションのほんの一部です。これらのプログラムを使用すると、3D モデルを準備、スライスしてプリンターに送信したり、レイヤーの高さ、露光時間、サポート構造などの印刷品質設定に変更や調整を加えたりすることができます。すべてのソフトウェアがすべての 3D プリンタ モデルと互換性があるわけではないため、メーカーの推奨事項を確認して、ニーズに合った適切なソフトウェアを入手してください。

樹脂 3D プリントはフィラメント 3D プリントより優れていますか?

いいえ、樹脂を使用した 3D プリントが本質的にフィラメントを使用した 3D プリントより優れているわけではありません。特定の使用例に応じて、どちらのテクノロジーにも利点と欠点があります。フィラメント 3D プリンティングでは、より多様な材料、より大きなビルドボリューム、より低い導入コストが提供されますが、レジン 3D プリンティングでは、より高い解像度とより滑らかな表面仕上げが提供されます。最終的には、念頭に置いているアプリケーションとアクセス可能なリソースによって選択が決まります。

樹脂 3D プリントは脆いですか?

はい、樹脂で作られた 3D プリントは壊れやすい場合があります。これは、樹脂プリントでは ABS や PLA などの素材よりも脆い可能性がある特定の種類のポリマーが使用されているためです。さらに、樹脂の硬化手順により、応力破壊やその他の種類の損傷が発生し、プリントが破損する可能性が高まる場合があります。

フィラメント 3D プリンティングとは何ですか?

溶融堆積モデリング (FDM) としても知られるフィラメント 3D プリンティングは、ユーザーがフィラメントまたは熱可塑性材料の連続的な流れを一度に 1 層ずつ押し出して部品を構築することで 3D オブジェクトを作成できる、もう 1 つの 3D プリンティング方法です。これは、趣味の市場から産業レベルまで、その適応性と入手しやすさのおかげで、広く使用されているタイプの 3D プリントです。

Xometry による FDM 3D プリント部品の拡大画像。

フィラメント 3D プリントはどのように機能しますか?

フィラメント 3D プリンターは、大きなプラスチック フィラメントをスプールからノズルに供給することで動作します。これは、押出機とノズルを通過する前に加熱、溶解、液化され、ビルド プレートまたはその後の層に放出されます。ノズルは、オブジェクトの印刷が完了するまで、事前に設定されたパターンで一度に 1 層ずつ移動しながらフィラメントを押し出します。印刷層が堆積されると、フィラメントが冷えて固まり始めます。 FDM は比較的単純なプロセスであるため、簡単にスケールアップでき、非常に大きな部分を印刷できます。たとえば、Xometry のマシンのビルド ボリュームは最大 36x”36”24” です!

フィラメント 3D プリントの利点は何ですか?

フィラメント 3D プリンティングには多くの利点があり、信じられないほど多用途でアクセスしやすい 3D プリンティング方法となっています。このタイプのプリントは初心者に適しており、樹脂でプリントするよりもはるかに簡単ですが、耐久性があり、強度があり、耐摩耗性の高い作品を作成できるため、Xometry のようなプロフェッショナル サービスにも適しています。

この方法を使用すると、さまざまな熱可塑性プラスチック素材を使用して印刷できます。たとえば、Xometry は、PLA、ABS、ナイロン、ポリカーボネート、ULTEM などの素材で印刷できます。これらの材料には幅広い特性と特性があり、プロジェクトの特定のニーズに合わせて選択できます。 Xometry で使用しているような産業用 FDM プリンタは非常に信頼性が高く、非常に大きな部品を 1 回のビルドで印刷できるため、義肢などの実物大のプロトタイプを作成するのに有利です。

フィラメント 3D プリンティングの欠点は何ですか?

フィラメント 3D プリンティングに関しては、留意すべき点がいくつかあります。まず、FDM プリントにはレイヤーの線が目立つことが多く、見苦しい場合があります。 SLA のような樹脂ベースのプロセスほど多くの後処理ステップは必要ありませんが、それでも、特に大型パーツの場合、構築プロセスに時間がかかる可能性があります。

また、メインモデルを無傷に保つために、サポート構造をメインモデルと一緒に印刷する必要があることにも注意してください。その後、サポートを取り外して廃棄する必要があるため、プロセス全体が長くなり、少し無駄になります。しかし、おそらく最もイライラするのは、すべての正しい設定と条件を調整しないと、印刷中にパーツが歪んでしまう傾向があることです。適切に設定するには試行錯誤が必要になるでしょう。このため、Xometry は、幅広い材料を高い信頼性と品質で印刷するために最適化された産業用 FDM プラットフォームを使用しています。

フィラメント 3D プリンターにはどのようなソフトウェアが使用されていますか?

フィラメント 3D プリンターはスライサー ソフトウェアを使用します。 3D モデルを開始点として使用して、スライサー ソフトウェアは、プリンターがレイヤーごとにたどることができるツールパスを生成します。 Simplify3D、PrusaSlicer、Cura はスライサー ソフトウェアの例です。これらのソフトウェア プログラムのユーザーは、層の高さ、充填密度、印刷速度などの設定を変更して、希望する結果を得ることができます。

フィラメント 3D プリントは樹脂 3D プリントよりも安価ですか?

はい、フィラメント 3D プリンティングは樹脂に比べてフィラメントの購入コストが低いため、一般に樹脂 3D プリンティングよりも安価です。樹脂の価格は 500 ml ～ 1 リットルで 15 ～ 80 ドルですが、PLA、ABS、または PETG フィラメントの 1 kg スプールの価格は通常約 20 ドルです。レジン プリントには、レジン タンクの交換、イソプロピル アルコール、安全具、UV 硬化ランプの購入などの追加費用もかかり、時間の経過とともに加算され、レジン プリントの費用が高くなる可能性があります。

フィラメントは樹脂 3D プリントよりも強いですか?

はい、一般的に言えば、FDM 3D プリントに使用されるフィラメントは、樹脂 3D プリントに使用される通常の樹脂よりも耐久性があります。これは、FDM 印刷でよく使用される ABS、PLA、PETG、ナイロン、ポリカーボネートなどの素材が、より高い引張強度と耐衝撃性を備えているためです。例外は、PETG、ABS、ナイロンよりも強い強靭な樹脂です。

樹脂 3D プリンターとフィラメント 3D プリンターはどちらが速いですか?

SLA 樹脂印刷は、使用されるレーザーの表面積が小さいため、通常、FDM よりも速度が遅くなります。一方、プロジェクターや LCD ベースの印刷は、レイヤー全体を一度に硬化できるため、FDM よりも早く印刷できます。各方法の速度は、使用する設定、マテリアル、ビルドの高さなどのいくつかの変数に依存するため、どの方法が速いかについて明確な答えを与えるのは困難です。樹脂と FDM のどちらを選択するかを決定する場合、最終的には速度だけではなく、意図された使用例が決定の指針となる必要があります。

樹脂 3D プリンタとフィラメント 3D プリンタのどちらが最も滑らかな表面を作成しますか?

フィラメント 3D プリンタと比較して、樹脂 3D プリンタは表面が滑らかであることで知られています。これは、樹脂印刷では、高精細かつ解像度の高い画像を生成できるためです。樹脂プリンターは、液体フォトポリマーを光で硬化させることで、信じられないほど細かいディテールと滑らかな表面を生成します。対照的に、フィラメント プリンターは、溶けたプラスチックを押し出すことによってモデルを層ごとに構築するため、表面の仕上がりが若干粗くなる可能性があります。

樹脂 3D プリンタとフィラメント 3D プリンタのどちらが最もコスト効率が高いですか?

ほとんどの場合、フィラメント 3D プリンタは、より幅広い種類のフィラメントを使用でき、材料が安価であるため、樹脂 3D プリンタよりも経済的です。樹脂印刷には特殊な液体フォトポリマーが必要であり、後処理手順では通常、追加のツールや材料が必要になります。さらに、フィラメント プリンタと比較して、樹脂プリンタは通常、初期費用が高くなります。

樹脂 3D プリンタとフィラメント 3D プリンタのどちらが最も強力なプリントを作成しますか?

フィラメント 3D プリンタで作成されたプリントは、樹脂 3D プリンタで作成されたものよりも耐久性が高いと一般に考えられています。これは、優れた強度特性を持つ ABS や PETG を含むさまざまな熱可塑性プラスチックがフィラメント プリンターで使用できるためです。一方、フォトポリマー樹脂は繊細で耐衝撃性が低いため、通常、樹脂プリンターに使用されます。それにもかかわらず、樹脂プリントは、フィラメント プリンタを使用して作成するのが難しい、複雑で非常に詳細なモデルを作成する場合に好まれます。

スターター 3D プリンターとして最適な樹脂 3D プリンターとフィラメント 3D プリンターはどれですか?

ユーザーの好みとプリンターの使用目的によって、どの 3D プリンターが最適な入門モデルであるかが決まります。樹脂 3D プリンタとフィラメント 3D プリンタのどちらを使用するかを決める場合は、低コストで使いやすいフィラメント 3D プリンタから始めることをお勧めします。 Original Prusa MK3S+ は、より多くのお金を費やすことをいとわない人に、より贅沢な体験を提供しますが、Creality Ender-3 V2 と Voxelab Aquila はどちらも優れた低コストのオプションです。 Elegoo Mars 3 は、樹脂印刷用の高解像度と使いやすい機能を備えた信頼性の高いオプションです。

樹脂 3D プリントとフィラメント 3D プリントに関するよくある質問

レジン 3D プリンターを途中で失敗せずに使用できますか?

はい、樹脂3Dプリンターは正しい手順と安全対策をしっかりと守れば、途中で失敗することなく使用することができます。樹脂 3D プリントには、適切な安全装置に加えて、樹脂の適切な取り扱い、キャリブレーション、メンテナンスが必要です。高品質の樹脂を使用し、プリンターとの互換性を確認し、過剰な UV 暴露を避けることによって、印刷プロセス中の障害を回避することもできます。

フィラメントは再利用できますか?

はい、フィラメントを 3D プリントに再利用することは可能であり、そうすることはプラスチック廃棄物を削減する素晴らしい方法です。リサイクルされたフィラメントは、品質の点で通常のフィラメントと同等かそれ以上です。また、より入手しやすく、より安価です。さらに、リサイクル フィラメントは、リサイクル PETG、PLA、ABS などの幅広い物質のほか、珍しい色合いや新しい物質でも入手可能です。一部の企業は、顧客が 3D プリントのスクラップを送って、新しいフィラメントの購入に対するクレジットを受け取ることができるリサイクル サービスを提供しています。全体として、3D プリントにリサイクル フィラメントを使用することは、持続可能で経済的な選択肢です。

レジン 3D プリンターを途中で失敗せずに使用できますか?

いいえ、樹脂製3Dプリンターではフィラメントは使用できません。溶けたプラスチックのフィラメントを使用してオブジェクトを層ごとに構築するフィラメント 3D プリンタとは対照的に、レジン 3D プリンタは、UV 光にさらされると固化する液体フォトポリマー樹脂を使用します。 2 つのカテゴリのプリンタの間には互換性がありません。

Xometry がどのように役立つか

Xometry では、FDM や SLA などの樹脂ベースのプロセスを含む 9 つの異なる 3D プリント プロセスを提供しています。プロジェクト固有の要件に合わせて選択できる数十の素材をご用意しています。何よりも、当社はすべての 3D プリント プロセスについて即時に見積もりを提供します。まずは 3D CAD ファイルを Xometry Instant Quoting Engine® にアップロードすると、価格とリードタイムがすぐにわかります。

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カット・デ・ナウム

Kat de Nagam は、英国出身のライター、著者、編集者、コンテンツ スペシャリストであり、20 年以上の執筆経験があります。 Kat はさまざまな製造組織や技術組織で執筆した経験があり、エンジニアリングの世界が大好きです。執筆活動の傍ら、キャットはほぼ 10 年間パラリーガルとして活動し、そのうち 7 年間は船舶金融業務に携わっていました。彼女は印刷物とオンラインの両方で多くの出版物に寄稿しています。キャットはキングストン大学で英文学と哲学の学士号を取得し、クリエイティブライティングの修士号を取得しています。

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