SLA Vs. FDM：一般的な3D印刷技術の比較

3D印刷技術はこれまでに発展しており、製造業で重要な力となっており、製品の設計と製造方法を変えています。多くの3D印刷技術の中で、SLA（ステレオリソグラフィ）とFDM（融合堆積モデリング）は、非常に一般的で広く使用されている2つの技術です。 SLAは、紫外線レーザーを使用して光感受性樹脂を照射し、層ごとにそれらを固めて、3次元オブジェクトを構築します。このテクノロジーは、非常に高い精度と滑らかな表面を備えた細かい複雑なオブジェクトを生成し、さまざまな色やテクスチャの樹脂材料を使用できます。 FDMはプラスチックフィラメントを加熱および溶かし、材料層を層で押出機を介して堆積させてオブジェクトを形成します。その原則は単純で、機器のコストと材料コストは比較的低く、印刷速度は高速です。家族、学校教育、メーカースペース、小規模な工業生産で広く使用されていますが、通常、精度と表面の質の点でSLAより劣っています。 SLAおよびFDMの特性、利点、制限を理解することは、さまざまな業界とアプリケーションシナリオにおける適切な3D印刷技術の合理的な選択にとって重要です。この記事では、実際のアプリケーションでより良い決定を下すために、2つの一般的な3D印刷技術であるSLAとFDMの詳細な比較分析を実施します。



SLAとFDM 3Dプリンターの違いは何ですか？
1. FDM 3Dプリンターとは何ですか？
1.1 FDM 3Dプリンターはどのように機能しますか？
2. SLA 3Dプリンターとは何ですか？
2.2 SLA 3Dプリンターはどのように機能しますか？
3. SLAおよびFDMの材料特性
4. SLAおよびFDM 3Dプリンターの特徴
4.1 SLA 3Dプリンターの機能
4.2 FDM 3Dプリンターの機能
5. SLAとFDMを使用する場合


1. FDM 3Dプリンターとは何ですか？

融合堆積モデリング（FDM）は、融合フィラメント製造（FFF）としても知られており、市場で最も一般的な3D印刷技術です。通常、FDM 3Dプリンターには、熱可塑性フィラメントと互換性のあるシングルまたはデュアル押出機が装備されています。フィラメントは、材料のスプールを介して機械に積み込まれ、溶け、事前に軌道に応じて加熱された印刷プラットフォームに堆積します。材料は堆積プロセス中に同期して冷却し、互いに接着して3次元の部分を構築します。
FDMプリンターにはさまざまな仕様と異なる材料の互換性があり、価格帯は5米ドル、000} $ 500、000の範囲です。適用可能な材料には、ABS、ASA、PLAなどのプラスチックが含まれますが、いくつかのより高度な3Dプリンターが充填されたカーボンファイバーとナイロン材料を提供し始めています。

1.1 FDM 3Dプリンターはどのように機能しますか？
3D印刷の最も初期の形の1つであるFDMは、Stratasysの創設者の1人であるScott Crumpによって発明されました。原則は非常にシンプルで、ホットグルーガンを使用するのと同じです。熱可塑性フィラメントまたはプラスチックのスプールは、融点まで加熱されます。ホットリキッドプラスチックはノズルから押し出され、X軸とY軸に沿って印刷プラットフォーム上に薄い単一層を形成します。このレイヤーはすぐに冷却して硬化します。各層が完了すると、プラットフォームが下がり、より多くの溶融プラスチックが堆積され、Z軸に沿って部品が垂直に成長します。

2. SLA 3Dプリンターとは何ですか？

1980年代にステレオリソグラフィ（SLA）は市場に参入し、幅広いサービスメーカーと消費者製品企業に迅速に採用されました。フィラメントの代わりに、SLA 3Dプリンターはフォトポリマーを使用します。これは、光にさらされると物理的特性を変える光感受性材料です。押し出しノズルを介して作業する代わりに、SLAプリンターはレーザーを使用して、光を光線と呼ばれるプロセスを通じて固体部分に液体樹脂を固めます。
このユニークな印刷プロセスは、等方性で防水性の高解像度部品を生成することができます。フォトポリマーは熱硬化性材料であるため、熱可塑性材料とは異なる反応を意味します。 FDMと同様に、SLAプリンターにはさまざまなサイズ、材料互換性、価格帯があります。

2.2 SLA 3Dプリンターはどのように機能しますか？
SLAは、フォトポリマー樹脂を部品の原料として利用します。フォトポリマーは、SLAのコア概念であるレーザーからの強い紫外線をセットする必要があります。ビルドは、樹脂に浸されたプラットフォームで発生します。精密なミラーで誘導されたタンクの上のレーザーは、液体樹脂層を治します - 層層 - 目的の部分形状を形成します。まず、サポート構造が作成され、部品をプラットフォームに固定し、適切なサポートを提供します。各パスの後、レコーターブレードは樹脂の表面張力を部品の上に壊し、より多くの材料を供給します。部品はボトムアップから構成されています。

3. SLAおよびFDMの材料特性

4. SLAおよびFDM 3Dプリンターの特徴

4.1 SLA 3Dプリンターの機能
超高精度：

SLAプリンターは、非常に高い精度で紫外線レーザーテクノロジーを使用し、印刷用紙の厚さに達する可能性のある細かさの処理レベルで、小さな機能を正確に形作ることができます。マイクロ流体デバイスや繊細な手作りモデルなど、多数の細かい構造を持つ部品を作成する場合、他の印刷技術をはるかに超える詳細を完全に提示できます。
高品質の材料：

軽い硬化樹脂材料を使用し、すぐに硬化し、紫外線によって形成されます。ただし、この材料は熱セット材料であり、作られた部分は熱可塑性科学よりも脆いです。紫外線への暴露時間が増加すると、脆くなるだけでなく、フェードする可能性もあります。実際のサービス寿命は一般に約8-12月であり、短期使用または1回限りの生産にはほとんど適しています。
優れた表面の平坦性：
SLAプリンターの層の高さは、{{{0}}。004インチ（0.102 mm）のみで始まります。これにより、印刷プロセス中のレイヤー間の接続が非常に緊密になり、明らかなレイヤーラインはほとんどありません。印刷された製品の表面は滑らかで平坦であり、複雑なポストポストポストを使用することなく、高い表面品質の要件を実現できます。
特定のアプリケーションの利点：
SLAプリンターは、デザインを迅速かつ正確に物理モデルに変換できるため、プロトタイピングの分野で大きな利点があり、外観と詳細の高い要件を備えたプロトタイピングのニーズを満たすことができます。同時に、SLAプリンターは、精度と表面の品質に関する厳格な要件を備えた小さく複雑な部品を作成するときにも最良の選択です。ただし、長期間使用する必要があり、頻繁にストレスにさらされる部品を印刷するのに適していません。

4.2 FDM 3Dプリンターの機能
豊富な材料と低コスト：
FDMプリンターは、ABS、PLA、PETG、TPUなど、さまざまな熱可塑性材料を使用し、PPまたは炭素充填材料も使用できます。材料コストは低く、ABSやPLAのような多くの色から選択できます。製造後は塗装や染色は必要ありません。通常、フィラメント材料はSLAに必要な樹脂よりも安価です。
インフラストラクチャの低いコスト：
FDMは、マシン自体を除いて、ほとんど追加のインフラストラクチャを必要としません。産業用SLAマシンとは異なり、処理ステーションは未定の樹脂を除去し、硬化後に機械的特性をロックしてUVを除去する必要がありますが、FDMはこれらの手順を節約し、コストを大幅に削減します。 FDMプリンティングソフトウェアは、ビルドプロセス中に部品をくり抜き、固体インテリアを格子に置き換え、材料の使用量を削減し、コストを削減することをサポートします。
耐久性のある部分：
ABSやナイロンなどの材料を使用する場合、FDM部品はSLAによって作られたものよりも耐久性があります。 SLA部品は製造方法のために光に敏感であり、光にさらされるとフェードして脆くなる傾向がありますが、FDM部品にはこの問題はありません。
印刷の制限があります：
FDM印刷方向は、機械的特性に大きな影響を与えます。レイヤー間にオーバーラップはなく、パーツはレイヤーラインに沿って壊れる傾向があります。設計するときは、主力が層を引き離すのを避けるために、力の方向を理解する必要があります。審美的なパフォーマンスは他の3D印刷方法ほど良くありません。レイヤーラインは明らかであり、しばしば後処理が必要です。ワイヤー冷却は幾何学的な制限を生み出し、90-度の角度部品は反りになりやすく、低角度のオーバーハングは剥がれやすく、粗い表面になります。

5. SLAとFDMを使用する場合

選択の参照を提供するために、2つの技術的機能と適用可能なシナリオを紹介します。

SLAテクノロジー：
光発射の原理に基づいて、紫外線レーザーは液体樹脂を硬化させるために使用されます。
利点：高精度、複雑で細かい幾何学と小さな特徴を提示する優れた能力、射出成形部品のテクスチャーに近い滑らかな表面、および高速の短期成形。
該当するシナリオ：ジュエリープロトタイプやマイクロ流体コンポーネントなどの精密部品の製造。製品の外観プロトタイプやアート彫刻モデルなど、製品の外観を表示するプロトタイプまたは金型を作成します。短期または1回限りの使用に適しています。

FDMテクノロジー：
層ごとに加熱および押し出し熱可塑性フィラメント層。オブジェクトを構築します。
利点：豊富な素材の選択と多くの色の組み合わせ。プリンター機器と消耗品の低コスト。印刷された部品の高強度と靭性。
該当するシナリオ：製品設計の初期段階でプロトタイプの複数のバージョンを作成します。予算が限られている、または大規模な部品の生産が必要なプロジェクト。産業用備品や機械部品などの耐久性が高いため、最終用途部品を製造します。
意思決定アドバイス：高精度、美しい外観、短い配達時間を探している場合はSLAを選択してください。材料の多様性、費用対効果、耐久性を重視する場合は、FDMを選択します。 Display PrototypesにSLAを使用したり、生産テストパーツにFDMを使用したりするなど、組み合わせて使用​​することもできます。