SLA vs SLS vs MJF: どの 3D プリント プロセスがあなたに適しているか?
産業用 3D プリンティングは製品開発に革命をもたらしました. デジタル設計を驚異的な速度と精度で物理部品に変換します. しかし, "3Dプリント" 単一の技術ではありません. 多様なプロセスのファミリーです, それぞれに独自の強みがあります, 料, およびアプリケーション. エンジニアやデザイナー向け, 適切なテクノロジーを選択することは重要な決定です. この選択により、部品の美的品質が決まります, 機械的強度, 耐久性, そして最終的なコスト. 最も強力で人気のある産業プロセスの中には、SLAがあります, SLSの, とMJF.
主な違いは、SLA は UV レーザーを使用して、高精細な部品の液体樹脂を硬化させることです, 一方、SLSとMJFは粉末床溶融プロセスであり、強力な, 機能性ナイロン部品. SLSはレーザーを使用して粉末を焼結します, MJFはインクジェットアレイと熱エネルギーを使用して、より迅速な生産を実現します. これら 3 つの間の基本的なトレードオフを理解することが、その可能性を最大限に引き出す鍵となります.
3つの主要技術すべてにわたる社内の専門知識を備えたエキスパートアディティブ・マニュファクチャリング・サービスとして, GD-Prototypingは、この包括的なガイドを提供します. 深い, 情報に基づいた意思決定を行い、特定のアプリケーションに最適なプロセスを選択するのに役立つ技術比較.
SLA を理解する (光造形): ハイレゾスペシャリスト
光造形, または SLA, オリジナルの3Dプリンティング技術です. 優れたディテールと滑らかな表面仕上げを必要とする部品にとって、誰もが認める王様であり続けています. バット光重合プロセスです, つまり、液体プラスチックを光源で硬化させることで部品を構築します.
SLA 3D プリンティング プロセスはどのように機能しますか?
SLA プロセスは系統的かつ正確です. 液体フォトポリマー樹脂のバットとビルドプラットフォームを含む機械内で行われます.
- ビルドプラットフォームは樹脂のバットに下がります. プラットフォームと液体の表面の間に 1 層の高さに等しいスペースを残します.
- 高精度紫外線 (紫外線) レーザー, 一連の鏡によって指示される, 3Dモデルの最初の断面を樹脂の薄い層にトレースします.
- 紫外線は、接触した樹脂を瞬時に硬化させ、固化させます, ビルドプラットフォームへのボンディング.
- その後、プラットフォームは別の層の高さだけ再び下がります. 再コーティングブレードが表面を掃き、新鮮な状態を保証します。, 樹脂の滑らかな層.
- このプロセスが繰り返されます, レイヤーごとに, 部品全体が固化してビルドプラットフォームに取り付けられるまで.
SLAパーツの主な特徴
SLAは、そのユニークな美的および精密な品質のために選ばれています. この技術で製造された部品は、非常に滑らかな, プリンターから取り出してすぐに、ほぼ射出成形のような表面仕上げ. 信じられないほど細かいディテールを捉えることができます, 鋭いエッジ, 他のプロセスでは再現できない複雑なテクスチャ.
一般的なSLA資料
SLAの汎用性は、幅広いフォトポリマー樹脂から生まれます. 各樹脂は、特定の機械的特性を提供するように配合されています.
- 標準樹脂: 滑らかな仕上がりの高ディテールなプロトタイピングに最適. ビジュアルモデルや形状/フィットテストに最適です.
- 大変だよ & 耐久性のある樹脂: これらは、より高い応力とひずみに耐えるように設計されています. スナップフィット機能とある程度の耐衝撃性を必要とする機能的なプロトタイプに最適です.
- 高温樹脂: これらの樹脂は熱たわみ温度が高い. そのため、金型工具などの用途に適しています, 熱風流量試験, 熱にさらされる静的な部品.
- キャスタブル樹脂: これらの材料は灰の残留物なしできれいに燃え尽きます. これらは、宝飾品および歯科産業におけるインベストメント鋳造のマスターパターンを作成するために使用されます.
- 透明樹脂: これらの樹脂は、後処理後に光学的に透明な部品を製造できます, レンズに最適, ライトパイプ, およびマイクロ流体デバイス.
後処理ステップ
SLA パーツは、印刷後すぐには使用できません. 必須の 2 段階の後処理ワークフローが必要です.
- 洗浄: 部品をプリンターから取り出し、溶剤で洗浄します, 通常はイソプロピルアルコール (IPAの). これにより、表面から未硬化の液体樹脂がすべて除去されます.
- 後硬化: 洗濯・乾燥後, 部品はUV硬化オーブンに入れられます. この最終硬化により部品が完全に固化し、最適な機械的特性が確実に達成されます.
かつ, SLA部品には、ビルドプラットフォームに固定し、印刷プロセス中に張り出した機能をサポートするためのサポート構造が必要です. これらのサポートは、後硬化後に手で慎重に取り外す必要があります.
SLS を理解する (選択的レーザー焼結): 機能的な主力製品
選択的レーザー焼結, またはSLS, は粉末床溶融技術です。. 強力な生産能力で有名です, 丈夫な, 優れた機械的特性を備えた機能部品. 機能的なプロトタイピングや少量生産に最適な選択肢です.
SLS 3D プリンティング プロセスはどのように機能しますか?
SLSプロセスは、熱可塑性粉末で満たされた加熱されたビルドチャンバーで行われます.
- 粉末の薄い層は、リコーターブレードによってビルドプラットフォーム全体に広げられます.
- チャンバーは粉末の融点のすぐ下まで加熱されます.
- 強力なCO₂レーザー, 一連の光学系によって導かれます, 3Dモデルの断面を粉末床にスキャンします。.
- レーザーのエネルギーは選択的に焼結します (ヒューズ) 粉末粒子が一緒になって固体層を形成します.
- ビルドプラットフォームは、, そして、リコーターブレードは、その上に新鮮な粉末の層を広げます.
- このプロセスは、部品全体が粉末のベッド内にカプセル化されるまで繰り返されます.
SLS部品の主な特徴
SLSの最も重要な利点は、設計の自由度です. ビルドチャンバー内の未焼結粉末は、印刷中に部品の自然なサポートとして機能します. これは、SLSが複雑な形状を生成できることを意味します, 内部の特徴とアンダーカットを含む, 支持構造が不要. 部品は特徴的な粒子状です, マットな表面仕上げ. それらの機械的特性は優れています, 優れた強度と耐久性を備えています.
一般的なSLS材料
いくつかの材料が存在しますが、, SLSは、ポリマーの1つのファミリーによって支配されています: ナイロン.
- ナイロン 12 (PA12): これはSLSの主力製品です. 強いです, 堅苦しい, 耐薬品性に優れた耐久性の高い熱可塑性プラスチック. ほとんどの機能用途に最適なオールラウンドな選択肢です.
- ナイロン 11 (PA11): PA12に似ている, 破断点伸びが高く、耐衝撃性が優れています. また、再生可能資源からも得られます (蓖麻子油).
- 複合材料: これらは、特性を高めるために他の材料を充填したナイロン粉末です, ガラス繊維入りナイロンなど (より高い剛性のために) またはカーボン充填ナイロン (高強度・軽量用).
後処理ステップ
ビルドが完了し、パウダーベッドが冷却された後, 部品は未焼結粉末から掘削する必要があります. 後処理の主なステップは脱粉です. これは通常、ビードブラストキャビネットで行われます, 圧縮空気を使用して、部品の表面から残留粉末をすべて除去します. この後に, SLSパーツは、さまざまな色に染色したり、蒸気平滑化プロセスを経て、より密閉された, 半光沢表面.
MJFを理解する (マルチジェットフュージョン): 生産大国
マルチジェットフュージョン, またはMJF, は、HPが開発・導入した粉末床溶融技術です。. これは、機能性ナイロン部品を作成するための最速かつ最も効率的な 3D プリンティング プロセスの 1 つです, 大量生産に最適.
MJF 3D プリンティング プロセスはどのように機能しますか?
MJFはポリマーパウダーのベッドも使用しています, しかし、その融合方法はユニークでレイヤーベースです, SLSのようなポイントベースではない.
- リコーターブレードは、ビルドプラットフォーム全体に粉末の薄い層を広げます.
- インクジェットアレイ付きキャリッジ (2Dペーパープリンターに似ている) パウダーベッドの上を通過します.
- インクジェットノズルは、2つの異なる薬剤を粉末上に選択的に堆積させます:
- 定着剤: こちらは黒, 部品が固体であるべき場所に堆積する熱吸収性インク.
- ディテーリングエージェント: これは、部品の端の周りに堆積してシャープな, 鮮明な境界.
- その後、高出力赤外線ランプがベッド全体を通過します.
- 融着剤は赤外線エネルギーを吸収します, 周囲の粉末を融点まで加熱し、固体層に融合させる. ディテーリング剤と未焼結粉末は、それほど多くのエネルギーを吸収せず、粉末として残ります.
- このプロセスは、ビルドが完了するまで繰り返されます.
2つの主要な粉体技術を直接比較するために, あなたは私たちの詳細を見ることができます SLSとMJF ガイド.
MJF部品の主な特徴
SLSのように, MJF部品は優れた機械的特性を備えており、支持構造を必要としません. 通常、SLS 部品よりも表面仕上げがわずかに滑らかで、層ごとの融合プロセスにより機械的特性がより安定しています. MJF部品の主な特徴は、その色です; 黒色の融着剤のため, すべての標準部品は、一貫したチャコールグレーまたはブラックになります.
一般的なMJF材料
MJFの素材選定もナイロンに力を入れています, いくつかのユニークなオプション付き.
- ナイロン 12 (PA12): MJFの最も一般的な素材です. それは強い, ディテールに優れたやや柔軟なパーツ.
- TPUの (熱可塑性ポリウレタン): MJFは、フレキシブルから部品を製造することもできます, ゴムのようなTPU素材. シールなどの用途に最適です, ガスケット, そしてショックアブソーバー.
後処理ステップ
MJFの後処理はSLSとほぼ同じです. 部品は冷却された粉末ブロックから取り出され、粉末を除去されます, 通常、ビードブラストによる, ルースパウダーをすべて取り除くには. その後、蒸気平滑化などの追加の仕上げステップを経ることができます.
究極の比較グリッド: SLA と. SLSと. MJFの
このグリッドは、3 つのテクノロジー間の主要な特性とトレードオフの概要を提供します.
| 特徴 | SLA (光造形) | SLSの (選択的レーザー焼結) | MJFの (マルチジェットフュージョン) |
| テクノロジー | UVレーザー硬化液体樹脂 | レーザー焼結ポリマー粉末 | ポリマーパウダーのインクジェット溶融 |
| 主な材料 | フォトポリマー樹脂 | ナイロン (PA12, PA11), 複合 材料 | ナイロン (PA12), TPUの |
| 解決 / ディテール | たいへん良い (最高) | よし | 非常にいいです |
| 表面仕上げ | たいへん良い (滑らか) | よし (粗い, マット) | 非常にいいです (SLSよりやや滑らか) |
| 機械的強度 | よし (脆いからタフ) | たいへん良い (丈夫な, 機能的な) | たいへん良い (丈夫な, 機能的な) |
| サポート構造 | 必須 | 不要 | 不要 |
| 速度 | 適度 | よし | たいへん良い (ボリュームに対して最速) |
| 出生あたりの費用 | 適度 | 中から高 | 中から高 (多くの場合、大規模に安価) |
選び方: 重要なトレードオフの分析
最適なプロセスは、アプリケーションの最も重要な要件に完全に依存します.
解像度と美学: ディテールが王様であるとき
部品の主な要件が超滑らかな表面仕上げである場合, 鋭いエッジ, そして複雑なディテール, SLAが唯一の選択肢です. 忠実度の高いビジュアルプロトタイプを作成するのに最適なテクノロジーです, プレゼンテーションモデル, 光学的透明性が必要な部品.
機械的性能: 強さが重要なとき
パーツを強くする必要がある場合, 丈夫な, そして機能的, 粉末床溶融プロセスを選択する必要があります. SLSとMJFはどちらも優れた部品を生産しています, エンジニアリンググレードの機械的特性. 機能的なプロトタイプに最適です, 治 具, 調度, 機械的ストレスに耐えなければならない最終用途の生産部品.
スピードと生産量: 時間が重要なとき
1回限りの試作の場合, 速度差は大きくないかもしれません. しかし, 低の場合- 中量生産から, MJF は通常、最速のテクノロジーです. そのレイヤーベースの融合プロセスにより、SLSのポイントベースのレーザーシステムよりもはるかに高速に、ビルドボリュームにネストされた複数の部品を印刷できます.
公差と精度
これら 3 つの工業プロセスはすべて、高精度の部品を製造できます. しかし, それぞれにニュアンスがあります. 予想される内容に関する詳細な仕様については, を参照することが重要です。 3Dプリント公差チャート.
ビッグスリーを超えて: 他の技術を検討する
間 SLA, SLSの, MJFは産業用3Dプリンティングの最先端を代表しています, 特定のアプリケーションに適した可能性のある他のテクノロジーが存在します. コストが絶対的に優先され、細部が不要なプロトタイプの場合, 溶融堆積モデリング (FDMの) 実行可能なオプションになる可能性があります. 品質と強度における大きなトレードオフを理解することが重要です, これは、 樹脂とFDM 3Dプリンティング ガイド.
結論
SLA の選択, SLSの, MJFは設計意図に基づく決定です. 単一のものはありません "最良" 過程; 特定のアプリケーションに最適なプロセスのみがあります. 選択を覚える簡単な方法は、:
- 美しいSLA, 高精細なプロトタイプ.
- 強力なSLS, 機能的な, 万能パーツ.
- MJFは高速, 生産グレードの機能部品.
これらのテクノロジーがどのように機能するかの根本的な違いを理解することで、, 彼らが使用する材料, そしてそれらが生み出す特性, 積層造形の可能性を最大限に引き出すことができます. 3つの技術すべてにわたる社内の専門知識を備えたワンストップ製造パートナーとして, GD-Prototypingは、お客様が正しい選択をするのを支援する独自の立場にあります.
