新興技術よりレガシー積層造形を選ぶべき時：実証済み手法の選択基準

熱溶解積層法（FDM）、別名熱溶解フィラメント製法（FFF）は、積層造形技術の登場以来存在する製造プロセスです。S. Scott Crumpが1980年代後半〜90年代初頭にStratasys設立後に開発・商業化し、FDMプロセスは今日、多くの人々が3Dプリントを想起する際の代名詞的存在になりました。

FDM 3Dプリンターは、熱可塑性フィラメントを加熱ノズルから押出し、ビルドプラットフォームへ溶融プラスチック層を積層します。層が冷却固化すればパーツ完成です。

FDM技術での製造は、Carbon Digital Light Synthesis（DLS）、ステレオリソグラフィ（SLA）、HP MultiJet Fusion（MJF）など新しい積層造形技術より、熱とプラスチックのみで槽・レジン・紫外線が不要なため、よりシンプルかつ直截的です。

DLSやMJFなど最先端積層造形技術はエキサイティングで新たな可能性を約束しますが、必ずしもすべてのプロジェクトにベストフィットとは限りません。しばしば製品チームは、新しい3Dプリント技術の新規性と魅力に惹かれ、FDMのようなレガシー積層造形技術のメリットを見落とします。しかし多くのケースで、FDMが実際に最良の結果を生み出します。

なぜ新しい3Dプリント技術よりレガシー積層造形を選ぶのか

エンジニアが新しい3Dプリント技術よりレガシー積層造形を検討すべき理由は、これら手法が数十年にわたる実戦テストに耐えてきたからです。FDMは数十年広く使用されており、新しい技術より堅牢なナレッジベースを持ちます。プロセスと限界を熟知しているため、エンジニアと製品チームは自信を持って革新的設計に挑戦できます。

材料オプションの面でも、レガシー積層造形は様々な3Dプリント技術を凌駕します。FDMは、ABSからナイロン、TPUまで幅広い熱可塑性樹脂と互換性があり、これらは長年テスト・規制・実証されています。実際、射出成形など他のプラスチック製造プロセスに慣れたエンジニアは、通常使用する全く同じ材料でFDMマシンを使ってパーツを作れます。

比較すると、新しい3Dプリント技術の材料はまだ評価中であり、5〜6年後に前回生産ランで使用した材料が長期性能確保の観点からベストではなかったと判明する可能性があります。レガシー積層造形を使用すれば、この潜在的痛みを完全に排除できます。

さらに、FDMは航空宇宙産業で承認された唯一の高性能熱可塑性樹脂ULTEM®（PEI）と互換性のある唯一の積層造形技術です。レガシー積層造形を用いれば、厳格に規制された産業でより挑戦的・革新的なユースケースを追求できます。

FDMプロセスでより広範な設計・エンジニアリング柔軟性を約束するもう一つの要因は、FDMマシンとワークスペースの物理的サイズです。FDMマシンは一般に新しい3Dプリント技術より大きく、より大型パーツの製造を可能にします。MJF、SLA、DLSマシンはすべてより小さなワークスペースを提供し、製造可能パーツサイズを制限します。

最後に、FDMは3Dラピッドプロトタイピングにおいて、新しい3Dプリント技術より一般的に信頼性が高いです。このプロセスは高速・信頼性・効率に優れ、コストを抑えて複数プロトタイプを作成するのに最適です。

積層造形技術間の選択

これらの主要メリットがある一方で、レガシー積層造形にも欠点があります。例えば、フィラメント押出しはパーツに目立つテクスチャ差を残すことが多いため、一般にコンシューマー向け製品やクリーンな表面仕上げが必要な用途にはFDMを推奨しません。また、FDMで微細フィーチャーやラティスを作るのは困難です。このような状況では、新しい3Dプリント技術を活用するのが合理的です。

積層造形技術選択時は、まずサイズと形状を考慮するのがベストです。これらの要因で候補プロセスが大幅に絞り込まれます。大型プラスチックパーツをプリントしたいエンジニアなら、FDMが製造最有力候補の一つであると確信できます。

より控えめなサイズのパーツをプリントしたい場合、より幅広いプロセスを検討できますが、Carbon DLSは手のひらサイズ未満のパーツのみ推奨される点に留意してください。精巧なディテールや高解像度が必要なコンシューマー向け製品をプリントしたいなら、評価をDLS、SLS、MJFに絞るのが賢明です。

サイズと形状を考慮した後、エンジニアと製品チームはより詳細に、材料、コスト、生産速度・量などを検討できます。

エキスパートアドバイスとガイダンスでより良いパーツを構築

積層造形技術において、新しいことが常に良いとは限りません。FDMは30年以上前に開発されましたが、ラピッドプロトタイピングと大型パーツ製造でトップクラスの積層造形技術にランクインし続けています。

さらに、利用可能材料の面で様々な3Dプリント技術を凌駕しています。それでも、新しい3Dプリント技術がレガシー積層造形にない何かを提供するケースもあります。与えられたプロジェクトにベストフィットする積層造形技術を選定するため、製品チームがデューデリジェンスを行うことが求められます。

Fast RadiusチームはFDMと新しい積層造形技術の両方で豊富な経験を持ちます。あなたのプロジェクトに適したプロセス選択を支援し、提供するすべての技術で設計製造（DFM）サポートを提供します。Satair、Colgate-Palmolive、Steelcaseなどのお客様向けに行った積層造形製品開発・設計実績をご覧ください。あなたのプロジェクトを次のレベルへ引き上げます。今すぐご連絡ください。

更なる積層造形技術インサイトについては、Fast Radiusラーニングセンターの関連記事をご覧ください。

Fast Radiusでパーツ製作を始めませんか？

見積もりを開始する