PolyJet と MultiJet 3D プリンティング:主な違いと実際の比較

PolyJet と MultiJet (MJP) 3D プリンティングはどちらも、紫外線 (UV) 光に反応するフォトポリマーを堆積して硬化させることで部品を構築する積層造形法です。どちらも概念実証と機能プロトタイプに使用でき、複雑な部品を作成できます。その一部は歯科および医療分野でよく使用され、特に歯冠や矯正器具の金型などに使用されます。これらの共通点にもかかわらず、これら 2 つのプロセスにはいくつかの重要な違いがあり、一方は複合材料で印刷でき、もう一方は小規模から中規模の生産に適しています。どちらであるかを確認するには、読み続けてください。 

PolyJet の定義と Multijet との比較

PolyJet 印刷は、2000 年に Objet Geometries によって最初に開発され、現在は商標権を所有している Stratasys によって買収されました。PolyJet 印刷は、インクジェット プリンタと同様に機能します。 「PolyJet は、材料を印刷版に層ごとに噴射するプロセスです」と、Xometry の Manual Quoting チーム リーダーの Christian Tsu-Raun 氏は述べています。 「比較的遅いですが、非常に正確なので、小さくて機能しないプロトタイプには適しています。」その過程で、フォトポリマーの小さな滴が、互いに重なり合う 2D レイヤーを作成するように事前にプログラムされた領域に放出されます。次に、UV ライトを使用してそれらの滴を硬化し、各レイヤーの形状を設定します。 PolyJet は高レベルの詳細を保持することで知られており、16 ミクロンもの薄い層で印刷できます。ただし、Xometry は通常、レイヤーの高さ 25 ミクロンで印刷します。

フォトポリマーは硬化して初めて寸法が安定します。そのため、サポート材料はポリマーの主要部分と同時に配置され、寸法精度が向上し、フォトポリマーが硬化するまで保持される一種のフレームが提供されます。これらのサポート材料は、プロセスの最後までに部品を包み込む、わずかに硬いゲル状物質に似ています。部品が完成したら、ウォータージェットで洗浄し、化学溶液に浸してサポートを取り除き、乾燥させます。以下は、PolyJet 印刷で作成された Xometry レインボー ロゴの画像です:

Multijet と比較した PolyJet の利点は何ですか?

PolyJet と Multijet の利点を以下に示します。

• PolyJet を使用すると、複数の異なる材料で構成される部品を 1 つのジョブで印刷できます。
• PolyJet で印刷されたパーツは、後処理後もその材料特性を維持できます。

Multijet と比較した PolyJet の欠点は何ですか?

Multijet に対する PolyJet の欠点を以下に示します。

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PolyJet により、サポート材が使用されている領域の表面品質が低下しました。

PolyJet で印刷されたパーツの鋭いエッジで印刷が不正確になり、エッジが丸くなってしまいます。

Multijet の定義と PolyJet との比較

MultiJet の作成は 3D Systems 社によるもので、インクジェット プリンタのように動作する別のタイプの 3D プリントです。最初に説明した方法と同様に、MJP では、UV 硬化型フォトポリマーまたはキャスティング ワックス液滴のいずれかを使用してパーツを層ごとに作成する印刷ヘッドを使用します。 16 ミクロンという薄い層の厚さを作成することもできますが、PolyJet と比較すると、複数の材料を混合する能力は、たとえあったとしても、機械によっては限られています。この技術のサポート構造はパラフィン ワックスで作られているため、部品が完成したら、オーブンに入れるか、温かい鉱油浴に入れてワックスを溶かします。通常、MJP パーツの後処理は PolyJet 印刷よりも簡単ですが、ワックスを溶かすときに熱が主要な構築材料の特性に影響を与えないように注意する必要があります。

MJP を使用する場合の潜在的な欠点としては、PolyJet 印刷のように、複雑なフルカラー コンポーネントを作成したり、ゴム状、硬質、透明なマテリアルなどのさまざまなマテリアルを同時に混合して、さまざまなマテリアルの特性をシミュレートしたりできないことが挙げられます。また、MJP 部品は、適切な手順と注意が払われないと、後処理中に材料特性が変化するリスクがあります。

PolyJet と Multijet はどちらも、従来の方法では製造できない複雑で詳細な部品を印刷できます。 2 つのプロセスは非常に似ていますが、3 つの主な違いのうち 2 つは、印刷に使用される素材と後処理の容易さです。 PolyJet は 1 つのジョブで複合パーツを印刷できますが、Multijet 印刷パーツよりも多くの後処理方法が必要です。

PolyJet と Multijet:テクノロジーの比較

PolyJet および Multijet システムは、同様のテクノロジーとプロセスを使用します。どちらも UV 感受性フォトポリマーと UV 硬化システムを使用しています。 2 つの方法に大きな違いはありませんが、システム内に存在するプリント ヘッドの数が異なります。 PolyJet は 2 つ以上のヘッドを持つことができますが、Multijet は最大 2 つを持つことができます。

PolyJet と Multijet:材料の比較

PolyJet システムでは、複数の材料を、すべての構成材料の特性を備えた 1 つの原材料に組み合わせることができます。この複合材料を「デジタルマテリアル」と呼びます。これらにより、1 つのビルドで異なる材料特性を持つ単一パーツを印刷できるようになります。

マルチジェット システムで使用される材料はフォトポリマーです。マルチジェット印刷された部品は必ず単色であり、単一の材料で構成されます。複合材料が必要な場合、美的理由であろうと機能的理由であろうと、PolyJet がより良い選択肢になる可能性があります。

PolyJet と Multijet:製品アプリケーションの比較

PolyJet と Multijet は両方とも、非常に詳細で機能的なプロトタイプと部品を製造します。この詳細レベルにより、PolyJet と Multijet は設計プロセスのあらゆる段階で理想的になります。 PolyJet および Multijet で印刷された部品は歯科業界や医療業界でよく見られ、クラウンやブレース用の歯型を作成するために使用されます。

PolyJet と Multijet:印刷量の比較

PolyJet と Multijet の印刷量には大きな違いはありません。使用するシステムに応じて、PolyJet システムの体積は最大 260 x 200 x 200 mm、Multijet システムの体積は最大 294 x 211 x 144 mm になります。より大きなパーツが必要な場合は、パーツを分割して印刷し、後で組み立てることができます。

PolyJet と Multijet:表面仕上げの比較

PolyJet と Multijet で印刷された部品の表面仕上げには大きな違いはありません。 PolyJet と Multijet の両方の解像度と層の厚さが正確であるため、完成した部品の表面は滑らかです。場合によっては、より複雑な幾何学的領域に粗い表面が存在することがありますが、適切な後処理で簡単に滑らかにすることができます。

PolyJet と Multijet:コストの比較

PolyJet および Multijet システムは、他の形式の 3D プリントに比べて高価になる可能性があります。 PolyJet プリンタの価格は最低 6,000 ドルから、より高度なシステムの場合は最高 75,000 ドルになります。マルチジェット プリンタも同様の価格で、平均は約 43,000 ドルです。

PolyJet と Multijet の相互代替手段は何ですか?

PolyJet と Multijet の両方の代替手段は、

• DLP: デジタル光処理 (DLP) では、硬化した液体フォトポリマーを使用して部品を構築します。硬化はDLPのプロジェクターで完了します。 DLP と PolyJet / Multijet の主な違いは、パーツが上下逆に印刷され、液体フォトポリマーがビルド プラットフォームの下のタンクから堆積されることです。こうした違いにもかかわらず、DLP は解像度、精度、費用対効果の点で PolyJet や Multijet に匹敵します。

PolyJet と Multijet の類似点は何ですか?

PolyJet と Multijet の類似点は次のとおりです。

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どちらも、UV ランプで硬化した液体フォトポリマーを使用してパーツを構築します。

どちらも概念実証と機能プロトタイプに使用できます。

どちらも、従来の方法では製造できない複雑な形状を印刷できます。

Multijet 以外の PolyJet の比較は何ですか?

Multijet の他に、PolyJet のもう 1 つの代替手段は次のとおりです。

• PolyJet と SLA: SLA は、機能的なプロトタイプと部品の両方に使用できるため、Polyjet に匹敵する代替品です。 PolyJet と SLA の違いは、システムに応じて、SLA は PolyJet よりも優れているとは言わないまでも、同等の解像度を備えていることです。あらゆる形式の 3D プリントの中で最高の解像度を提供するため、金型、ツール、パターン、テクスチャ面の製造にも使用できます。

PolyJet 以外の Multijet との比較は何ですか?

PolyJet 以外に、マルチジェットに代わる可能性のあるもう 1 つの代替手段は次のとおりです。

• マルチジェット vs. MJF: マルチジェット フュージョン (MJF) は、優れた表面仕上げで複雑な形状を作成することに優れているため、マルチジェットに匹敵します。マルチジェットと MJF の違いは、MJF はポリマー粉末と溶融機構 (インク剤と赤外線周波数) を使用して部品を硬化させることによって機能することです。 

PolyJet と MultiJet に関するよくある質問

これらのマシンの価格はいくらですか?

これらは産業環境向けのハイエンドマシンであるため、安価ではありません。 PolyJet プリンタの価格は 150,000 ドルから 500,000 ドルの間で、MJP マシンもほぼ同様で、通常は 150,000 ドルから 400,000 ドルの範囲です。このため、Xometry のようなサービスが便利です。セットアップや実行に伴う先行投資なしで、これらのハイエンド システムを利用できるからです。

PolyJet と MJP に代わるものはありますか?

Carbon DLS™ (Digital Light Synthesis™) は、同様に高解像度で精密な部品を製造する同等の 3D プリンティング方法です。 PolyJet や MJP と同様、DLS は液体フォトポリマーを硬化させて新しい部品を構築しますが、これは投影された光と生産のための連続的な液体界面を使用して行われます。さらに、DLS はシームレスなパーツを上下逆さまに連続的に印刷します。

PolyJet と SLA の違いは何ですか?

SLA (ステレオリソグラフィー) 3D プリンティングでは、レーザーを使用して液体樹脂を硬化させて固体パーツを形成します。これは、機能的なプロトタイプや部品の作成に適しており、特定のマシンや設定によっては、PolyJet よりも優れた解像度を持つ可能性があります。 SLA プリントは高品質であり、多くの場合、鋳造用途のマスター パターンなどの型や工具に使用されます。

MJP と MJF の違いは何ですか?

どちらの方式も名前から見ても似ており、MJF はマルチジェット核融合の略称です。 「MJF は、粉末材料の連続層に融着剤を塗布するプロセスです」と Tsu-Raun 氏は語ります。 「比較的高速で、量産熱可塑性プラスチックで部品を製造しますが、精度は PolyJet より劣ります。」この方法は、複雑な形状や耐久性のある最終用途部品の作成にも非常に優れています。主な違いの 1 つは、MJF がポリマー パウダーと融着システムを使用して部品を製造するため、ナイロン、TPU、ポリプロピレンなどの一般的なエンジニアリング材料での作業が可能であることです。

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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