FDM と PolyJet 3D プリンティング:主な違いと比較洞察
溶融堆積モデリング (FDM) は、ポリマー フィラメントを使用して 3D ファイルのスライスを「描画」する 3D プリンティング テクノロジです。フィラメントを部分的に溶かすことでフィラメントを互いに結合します。 PolyJet も 3D 印刷技術ですが、変性アクリル樹脂に各スライスの「画像」をインクジェット印刷することで機能します。この画像は、プリント ヘッドに取り付けられた UV 光を使用して完全に硬化されます。
FDM と PolyJet の大きな違いの 1 つは、使用される材料です。 FDM は一般的なプラスチックのフィラメントを使用しますが、PolyJet はさまざまな樹脂を使用してそれらの材料をシミュレートします。このため、両者の間には大きな価格差が生じます。 FDM はフィラメントの直径によって解像度も制限されます。ただし、PolyJet はインクジェット解像度によってのみ制限されるため、その最小フィーチャー サイズは FDM の 5 ～ 20 分の 1 です。この記事では、FDM と PolyJet の類似点と相違点についてさらに詳しく説明し、両方の代替案を提供します。
FDM の定義と PolyJet との比較
FDM テクノロジーは、1988 年に Scott Crump によって初めて作成されました。このプロセスは、プリントヘッド内のプラスチックフィラメントを溶かすことによって機能します。温度は、溶融するには十分なエネルギーを持っているが流動するには十分ではないゲル状態でプラスチックを供給するように制御されます。プリントヘッドは X-Y 平面内で移動し、このゲルを連続ストランドとして押し出します。ストランドは互いに融合しますが、最高のプリンターでも多孔性を防ぎ、材料を均質にすることはできません。
FDM は、モデルの連続した 2D スライスを印刷して、ファイルのソリッド 3D 表現を構築します。ノズルが水平に動き、ストランドを下の層にきちんと詰め込みます。 FDM には、PolyJet に比べて、材料コストと機械コストという 2 つの大きな利点があります。 FDM 材料のコストは通常、PolyJet 樹脂の 1 キログラムあたり 1/10 です。機械の価格も 3 ～ 5 倍安くなります。
詳細については、FDM 印刷プロセスに関する記事を参照してください。
属性
材料費
FDM
$10/kg ～ $50/kg
ポリジェット
$200/kg ～ $500/kg
属性
最大印刷解像度
FDM
50 ～ 500 ミクロン
ポリジェット
16 ～ 45 ミクロン
属性
資本コスト
FDM
50 ドルから 250,000 ドル
ポリジェット
19,000 ドルから 700,000 ドル
属性
メンテナンスが簡単です
FDM
はい
ポリジェット
いいえ
属性
細かい部分まで印刷可能
FDM
いいえ
ポリジェット
はい
属性
材料の無駄が少なくなります
FDM
はい
ポリジェット
いいえ
表。 FDM と PolyJet の比較
FDM と PolyJet:テクノロジーの比較
FDM は、3D ファイルの一般的な形状を提供する単純なプロセスです。一方、PolyJet は、細部を含む寸法的に正確な 3D 表現を実現する、より複雑なテクノロジーです。シングルポイント印刷のさらなる改良により、印刷時間が非現実的なレベルに達するため、FDM テクノロジーは解像度の上限に近づいています。 PolyJet は解像度の限界に達しておらず、まだ開発中です。
FDM と PolyJet:材料の比較
FDM は一般的なポリマーを使用して印刷します。別の素材に切り替えるには、プリンターの設定を簡単に変更するだけで済み、素材プロバイダーはそれに対して特別なことを行う必要はありません。通常、FDM 材料のコストは 1 キログラムあたり 10 ドルから 50 ドルです。一方、PolyJet 材料は複雑で特殊な樹脂です。これらの材料は、強度、柔軟性、透明性、およびその他のさまざまな特性を最適化できます。 PolyJet 材料のコストは通常、1 キログラムあたり 200 ドルから 500 ドルです。
FDM と PolyJet:製品アプリケーションの比較
FDM は、堅牢でシンプルなコンポーネントに適した低コストのオプションです。そのモデルは精密な機械的評価には使用できませんが、プリントはより厚く単純な部品のプロトタイプ表現として価値があります。 PolyJet はより高価ですが、ツーリング前の設計チェック、グリップ/オーバーモールドの検証、たわみのテスト、およびアセンブリの特徴などのエンジニアリングおよび化粧品の用途に適しています。手作業で仕上げて塗装した場合、PolyJet パーツは、試作および販売サンプルのビルド用の装飾パーツや機能パーツの代わりに使用できます。
FDM と PolyJet:印刷量の比較
FDM のビルド ボリュームの範囲は印象的です。最大の FDM マシン (Terabot) は、最大 1 立方メートルまで印刷できます。最大の PolyJet マシンには 1000 x 800 mm のテーブルとビルド高さ 500 mm が付いています。
FDM と PolyJet:表面仕上げの比較
FDM 部品には Z 方向の目に見える層のステップがあり、各層の高さは通常 0.2 ～ 0.5 mm です。これにより表面が粗くなり、曲面ではさらに顕著になります。 PolyJet パーツにも目に見える Z ステップが表示されますが、その高さは 16 ～ 45 ミクロンであり、FDM のステップ サイズの 1/10 未満です。サンディングや研磨などの手作業による仕上げ作業により、非常に滑らかな表面仕上げ（レンズレベルの透明度まで）を実現できます。
FDM と PolyJet:コストの比較
FDM の装置と印刷材料はどちらも PolyJet よりもはるかに安価です。後者のプロセスでは、樹脂の 20 ～ 40% も無駄になります。 FDM 部品は多くの競合サプライヤーによって生産されているため、価格は一貫して低くなっています。一方、PolyJet パーツはより高価であるため、最高品質または最も細かいディテールが必要な場合にのみ合理的な選択となります。
FDM と PolyJet の類似点は何ですか?
<オル>PolyJet 以外の FDM の比較は何ですか?
次の 3D プリント テクノロジーも FDM に匹敵します。
<オル>FDM 以外の PolyJet の比較は何ですか?
次の 3D プリント テクノロジーは PolyJet に匹敵します:
- PolyJet と Multijet: マルチジェット印刷 (MJP) は、PolyJet と同じインクジェット技術を採用しています。後続の層に材料を堆積するプリントヘッドを使用します。 2 つの主な違いは、後処理段階で発生します。 PolyJet パーツのサポート除去プロセスは、いくつかのステップで構成されます。これには、ウォーター ジェット システムの使用や、部品を化学溶液に浸すことが含まれます。一方、マルチジェッティングでは、部品をオーブンに入れてパラフィンワックスを溶かすだけで済みます。詳細については、Polyjet と Multijet に関する完全なガイドをご覧ください。
概要
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ディーン・マクレメンツ
Dean McClements は機械工学の学士優等学位を取得しており、製造業界で 20 年以上の経験があります。彼の職業上の経歴には、Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace、Hyster-Yale などの大手企業で重要な役割を果たし、そこでエンジニアリング プロセスとイノベーションに対する深い理解を深めました。
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