溶融堆積モデリングの利点と欠点

溶融堆積モデリング (FDM) は積層造形の一般的な形式であり、フィラメントを溶融、押し出し、プリント ベッドに堆積させてオブジェクトを層ごとに構築します。溶融堆積モデリング 3D プリント プロセスは高度に自動化されているため、デジタル ファイルを 3D プリント パートナーに送信すると、パートナーはそれをスライスしてプリンターに送信し、プリント ベッドを調整するだけです。

FDM はラピッド 3D プロトタイピングの一般的な選択肢ですが、医療機器、特殊な製造ツール、自動車部品などの作成にも使用できます。 FDM は 3D プリントの最も一般的な形式ですが、溶融堆積モデリングの長所と短所を比較検討して、ニーズに最適なプロセスであるかどうかを判断する必要があります。知っておくべきことは次のとおりです。

溶融堆積モデリングの利点

速度は、FDM 3D プリントを使用する最大の理由の 1 つです。部品全体を数分または数時間で 3D プリントできるため、リード タイムが短縮され、試作プロセスがスピードアップします。 FDM を使用すると、より大きなオブジェクトを印刷することもできます。また、FDM プリンターの拡張が容易な設計により、コストとサイズの比率が低くなります。

材料に関して言えば、FDM には多くの選択肢があります。 FDM プリンターは、幅広いフィラメント材料と色を受け入れ、多くの場合、予算にやさしいです。一般的な FDM フィラメントの材料には、アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS)、ポリエチレン テレフタレート グリコール (PETG)、ポリ乳酸 (PLA)、ナイロンなどがあります。

溶融堆積モデリングの欠点

溶融堆積モデリング 3D プリントの主な欠点は、解像度が低いことです。 FDM の層の高さが比較的厚いということは、細部の細かい部品には理想的ではないことを意味するだけでなく、最終製品の表面が粗くなり、より滑らかな仕上げを実現するために後処理が必要になる可能性があることも意味します。蒸気平滑化、ギャップ充填、およびエポキシ接着により部品の外観を改善できますが、これらのプロセスは生産時間も長くなります。その結果、FDM プリンターは、滑らかな仕上げや高解像度を必要とする部品の製造には適していません。

FDMプリンターは通常、フィラメントを一方向に層ごとに配置するため、結果として得られる印刷は異方性であり、特に層が互いに接触する場所で壊れやすい.たとえば、FDM パーツは、レイヤーに平行な圧縮力に直面すると、簡単に破損する可能性があります。 X 軸と Y 軸の印刷層を交互に重ねることで印刷を強化できますが、ほとんどのアプリケーションでは、FDM パーツの軽量化によって強度がわずかに低下します。

FDM で印刷する場合はサポート構造が必要です。つまり、サポート構造を必要としない HP Multi Jet Fusion のようなプロセスで作成した場合よりも、印刷に多くの材料、時間、および後処理が必要になります。サポート構造を必要とするさまざまな 3D プリント プロセスがありますが、コストとタイムラインがわずかに増加する可能性があります。

FDM を使用する場合

これらの制限があるため、ステレオリソグラフィー (SLA) などの別の 3D プリント プロセスの方が適しているプロジェクトがいくつかあります。 FDM と同様に、SLA はパーツを層ごとに構築しますが、FDM とは異なり、SLA はレーザー光重合によって液体樹脂を硬化させます。 SLA と FDM を比較する際は、次の点を考慮する必要があります。

ビルドボリューム

SLA 3D プリンターは、通常、FDM プリンターよりも小さい構成プレートを使用するため、コンポーネントまたはバッチ サイズが制限されます。大判の SLA 3D プリンターは、大判の FDM プリンターよりも希少で、速度が遅く、コストが高く、無駄が多いため、大きなパーツまたは複数の小さなパーツを同時に印刷する必要がある場合は、FDM の方が実用的かもしれません。

印刷速度

小さい部品を印刷する場合、FDM プリンターと SLA プリンターの速度の違いはほとんど無視できます。ただし、より大きなコンポーネントを迅速に作成する必要がある場合は、より大きなノズル サイズとより厚いレイヤーを使用して、FDM プリンターでの印刷プロセスを高速化できます。トレードオフは、最終的なオブジェクトの解像度が低くなることです。充填率を低くして印刷を高速化することもできますが、最終パーツの強度がわずかに低下する可能性があります。

材料

SLAプリンターは、生体適合性材料を含むいくつかの異なるタイプの液体樹脂を受け入れるため、この技術は医療機器のプロトタイプに理想的です. SLA マテリアルは多くの産業要件には適さず、通常は黒、白、グレー、イエロー、マゼンタ、およびシアンしかありません。 FDM フィラメントを使用すると、より多くの素材と色のオプションが得られますが、クリアまたは透明な素材を探している場合は、SLA に適したものが見つかる可能性が高くなります。また、FDM フィラメントは通常、SLA 樹脂よりも安価で、ユニットあたりの生産量が多いことも注目に値します。

解像度、精度、表面仕上げ

FDM と SLA の表面品質には、層のサイズと各テクノロジーの仕組みによって違いがあります。通常、FDM プリンターは印刷解像度が低く、層の線が見えるパーツを作成することさえあります。

一方、SLAプリンターは、レーザー硬化の精度と熱膨張と収縮のリスクが低いため、25ミクロンの解像度を実現できます。そのため、繊細な機能、有機構造、または小さなコンポーネントを含む複雑なデザインがある場合、または滑らかな仕上げや厳しい寸法公差が必要な場合は、SLA プリンターで印刷する方がよいかもしれません.

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FDM の手頃な価格のフィラメントと高速印刷速度により、概念実証モデルや単純な部品の大規模なプロトタイプを迅速に作成するための理想的なプロセスとなっています。ただし、解像度が低く、層状の表面仕上げが制限されています。 FDM がプロジェクトに最適かどうかわからない場合は、専門家にお問い合わせください。

Fast Radius のエンジニアは、溶融堆積モデリングの長所と短所についての質問に答え、製造プロセス全体をガイドすることができます。 FDM 3D プリント用に設計を最適化したり、最終用途の部品を製造したりすることもできます。今すぐお問い合わせください!

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