MJF vs FDM：3Dプリント専門家のための包括的比較

積層造形業界は多くの人が思っているより古く、過去約40年にわたり3Dプリントの重要な進歩が点在しています。エンジニアは1980年代にステレオリソグラフィー（SLA）技術を試作製造に使用し始め、熱溶解積層法（FDM）の利用が1990年代初頭に続きました。2016年にマルチジェットフュージョン（MJF）が市場に登場し、積層造形業界を再び変革しました。

FDMは最古の3Dプリント技術の一つ、MJFは最新技術の一つですが、両方とも正確な部品を迅速に製造できます。次のプロジェクトにどちらが最適か？最終決定前に考慮すべきポイントを解説します。

MJF 3Dプリントとは

HPのインクジェット印刷技術と精密機構の専門知識が、同社の2016年3Dプリント分野参入を支えました。MJF技術は、粉末材料ベッド内で層ごとに部品を積み上げ、微細なディテール、一貫した機械的特性、品質の高い表面仕上げを持つ強力で正確なコンポーネントを作ります。

100%充填、機能的、ディテール豊かな部品をサポート構造なしで製造できるため、MJFは堅牢な試作や少量生産ランに適しています。一般的な用途には、治具、固定具、電子ハウジング、機械アセンブリがあります。

マルチジェットフュージョンの仕組み

マルチジェットフュージョン3Dプリントプロセスの開始時、エンジニアは可動ビルドユニットをプリンタに配置し、プリンタがポリアミド11（PA 11）、ポリアミド12（PA 12）、TPAなどの粉末材料層を堆積させます。次に、印刷・融着キャリッジがビルドエリアを横切り、インクジェットノズルが融着剤を塗布します。層が完了すると、ビルドユニットが後退し、マシンがさらに粉末層を堆積させ、プロセスを繰り返します。プリント完了後、オペレータがビルドボックスを取り出し、部品を冷却・ loose powder（未固化粉末）から分離し、ビード・エア・ウォーターブラストで残留粉末を除去します。

MJF 3Dプリントのメリットとデメリット

MJFは他の3Dプリント技術の最大10倍高速で、ラピッドプロトタイピングと中規模エンドユース部品バッチに適しています。サポート構造が不要なため、材料節約と生産時間短縮になります。また、MJFプリンタは超薄層プリントが可能なため、低多孔性、高解像度、良好な機械的特性、全方向に一貫した強度を持つ高密度部品が作れます。

しかし、他の積層造形技術より高価で、互換性のある材料が限られています。

FDM 3Dプリントとは

FDMはコスト効率が良く、多様なプリンタサイズに対応します。初期コンセプト開発と中間フィデリティ試作フェーズでのプリントに最適で、最終部品がどう見え、感じられ、他コンポーネントとどう嵌合するかの概要を把握できます。FDMは最終用途製品にも使用可能です。

FDMプリントの仕組み

FDMで部品を作るには、プリンタ、デジタルモデル、フィラメントスプールが必要です。アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート（ASA）、ポリカーボネート（PC）、ナイロン（PA）が最も人気のフィラメント材料です。

デジタル3Dモデルをスライス後、プリンタがプラスチックフィラメントを溶融し、ノズルから押し出しながらX、Y、Z軸に沿って移動します。各層後にビルドプラットフォームが下がる（または押出ヘッドが上がる）ことでプロセスが繰り返されます。ほとんどの層は0.1mm〜0.5mmですが、より滑らかな表面、曲面プリント、高ディテールが必要な場合はより小さな層サイズを使用します。

FDM 3Dプリントのメリットとデメリット

FDMには、短納期から幅広い材料・色との互換性まで多くのメリットがあります。FDMプリンタを使えば、ABS、ナイロンなどで強力で機能的な試作や最終用途部品を作れます。産業用FDMマシンのビルドサイズは最大1,000mm x 1,000mm x 1,000mmで、カスタム部品も量産部品と同様に簡単にプリントできます。

FDMにもいくつかの欠点があります。他の3Dプリント技術と同等の品質、信頼性、寸法精度を提供しません。ノズル詰まりやプリントベッドのミスキャリブレーションでプリント失敗することがあります。MJFと同様、部品が異なる速度で冷却されると反りが生じることがあります。目に見える積層痕と低解像度も発生し得ます。

さらに、FDM部品は異方性でサポート構造が必要なことが多いため、設計時に配向とサポート構造配置を考慮する必要があります。サンディング、研磨、アセトン蒸気平滑化、エポキシコーティングでの後処理や、より高価な溶解性サポート材料の選択が必要になる場合もあります。

マルチジェットフュージョン vs 熱溶解積層法

FDM vs MJFを比較すると、各プロセスに長所と短所があり、どちらを使うのが合理的かは状況によります。考慮すべきポイント：

• 部品品質： シンプルな試作ならFDM。しかし、滑らかで高品質、一貫した仕上げのエンドユース部品が必要なら、MJFを選び追加後処理を回避すべきです。

• 部品の求める強度、耐久性、その他特性： MJFプリントはほぼ等方的ですが、FDMプリントは押出プロセスの熱と伸びによりZ方向が弱くなります。また、MJF部品はFDM部品より剛性が高く、高密度、耐久性に優れることが多いため、長寿命機能部品が必要ならMJFを検討。コンセプト試作ならコスト削減のためFDMを使用。

• 設計の複雑さ： MJFはサポート構造不要で層が薄いため、設計柔軟性が高く、より複雑な構造をプリントできます。

• 部品材料： MJFは互換材料が限られるため、より幅広い材料・色オプションが欲しければFDMを選択。

• 生産要件： 複数の機能部品が必要、または厳しいターンアラウンドタイムの場合、MJFを検討。MJFマシンは時間あたり約300cm³プリント可能で、FDMの平均生産速度10cm³/時間と比較して高速。プリントボリュームをより効果的に活用して生産スケール可能。

• 環境インパクト： FDMプリントは材料の20%をサポート構造に使用するため、全3Dプリント技術中最大の廃棄物を生みます。MJFは粉末の約85%がリサイクル可能で、環境インパクトが比較的低いです。

Fast Radiusで3Dプリント

MJFとFDMは共に比較的短いターンアラウンドタイムと品質の良い部品を提供します。二者選択時は、生産要件、環境目標、求める部品品質、複雑さ、材料、特性を考慮する必要があります。

MJFかFDMか迷っているなら、Fast Radiusのエキスパートがプロジェクトに最適な技術選定を支援します。産業用グレードプリンタと材料で、設計最適化と部品製造も行います。今すぐお問い合わせください。