SLA と FDM によるプロトタイピング

最高の部品は偶然に作られるものではありません。製造が始まる前に何時間にもわたって設計をテストし、改良した結果です。プロトタイピングは、製品設計プロセスで重要な役割を果たし、エンジニアが部品設計の潜在的な欠陥や問題を早期に検出するのに役立ちます。この情報により、製品チームは最終部品の品質を向上させながら、コストと時間のかかる設計変更を回避できます。

3D プリント技術の出現により、より費用対効果が高く、より正確な、より迅速なプロトタイピングが可能になりました。プロトタイピングのための最も一般的で最も効果的な積層造形法の 2 つは、溶融堆積モデリング (FDM) とステレオリソグラフィー (SLA) であり、それぞれが独自の利点と理想的なユースケースのセットを製品チームに提供します。

溶融堆積モデリング (FDM) に関する重要な考慮事項

3D プリントの最も一般的な方法である FDM では、加熱されたノズルを使用して溶融熱可塑性フィラメントのラインをプリントし、一度に材料の層を 1 つずつ作成します。低コストの材料と自動化された生産速度により、このプロセスは、概念実証モデルの作成や大型で単純な部品の迅速なプロトタイプ作成に最適です。

FDM の重要な制限の 1 つは、部品の解像度が押出ノズルのサイズによって部分的に決定されることです。この押し出しプロセスでは、押し出された材料の端が丸くなっているため、各層の周囲に目に見える隙間が生じます。このプロセスでは、層間の結合が基材自体よりも本質的に弱いため、異方性の機械的特性も得られます。そのため、FDM は一般に、複雑なディテールや滑らかな表面仕上げを持つ部品の製造には理想的ではありません。

シンプルでサポートされていない FDM 印刷では、多くの場合、後処理はほとんどまたはまったく必要ありません。ただし、FDM では必要な表面解像度が低いため、表面仕上げを実証するサポートされているパーツまたはプロトタイプは手動で後処理する必要があり、製造コストと時間の両方が増加します。

ステレオリソグラフィー (SLA) に関する重要な考慮事項

一方、SLAは、レーザーを使用して液体樹脂を硬化させてプラスチック形状にします。光重合と呼ばれるこのプロセスは、3D プリント技術の最も古い形式の 1 つです。 FDM プロセスは、フィラメントの溶融および凝固後の層間の機械的結合に依存しています。

レーザー硬化の精度は、大きなメリットをもたらします。このプロセスにより、より複雑な詳細や機能を部品設計に組み込むことができるようになるだけではありません。また、製造業者は、滑らかで高品質の表面仕上げを備えた正確で正確な部品をより確実かつ一貫して製造することができます。さらに、主に熱プロセスではなく光重合に依存することにより、SLA プリント部品は、製造中および製造後の熱膨張または収縮の影響を受けにくくなっています。

SLA 樹脂は、多くの一般的に使用される工業用熱可塑性樹脂に匹敵するさまざまな機械的、物理的、および熱的特性を提供できるため、このプロセスは、目的の材料特性をテストまたは実証する機能プロトタイプの作成に適しています。ただし、SLA で印刷された部品は、紫外線に長時間さらされると敏感になる傾向があり、風雨にさらされる用途で使用する場合は安定剤が必要になります。

特定のプロトタイプに最適な製造プロセスを発見

プロトタイピングのための理想的な 3D プリント プロセスは、多くの要因によって異なります。解像度、精度、および表面仕上げが非常に重要な場合、または製品チームが完全に機能するプロトタイプの作成を検討している場合、SLA はおそらく最も強力な選択肢です。ただし、チームが迅速で低コストの概念実証を作成しようとしている場合は、FDM 印刷がより経済的なオプションになる可能性があります。

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