3Dプリンティングとアディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）の分野では、FDM（熱溶解積層法）とSLA（光造形法）という2つの主要な3Dプリンティング技術があります。
FDMとSLAのどちらを選択するかは、それぞれが他方に比べて特定の利点をもっているため、最終的にはお客様の目的によって異なります。このブログ記事では、お客様の3Dプリントのニーズにそれぞれがどのように貢献できるかを見極めるために、FDMとSLAの両方を検証していきます。
FDM: Fused Deposition Modeling（熱溶解積層法）
FDM方式の3Dプリンターでは、材料（熱可塑性プラスチックなど）を何層にも重ねて、3Dオブジェクトを作成します。このプロセスは、まず材料をプリンターの高温の押出機に通し、材料を軟化させることから始まります。その後、プリンターは押し出しヘッドを通して3Dモデルを層ごとに作成し、新しい層が既存の層と結合するたびにモデルが形成されます。
FDMプリンターの押し出しヘッドは、X、Y、Zの3軸で動くことができます。押し出しヘッドのノズルは、プリンターの内部空間の定義された位置に材料を堆積させます。この情報は、STLまたはOBJ CAD/CAMファイルから取得されます。
実際、FDMプリンターは各レイヤーを「スライス」する方法についてファイルを参照するため、正確なCAD / CAM情報が重要です。
FDM 3Dプリンタの基本的な回路図
出典: 3D Hubs
利点
間違いなく、FDMプリンターの主な利点の1つは、3Dプリントを身近なものにしたことだと言えるでしょう。
FDM素材は、一般的に最もコストが低く、参入障壁も低いです。また、PLA、TPU、ABSなどのフィラメントや、炭素繊維やセラミックなどを組み合わせた複合材など、多様な素材から選ぶことができます。また、カラーバリエーションも豊富に用意されています。
FDMプリンターの後処理作業も、デザイン上の余分なプラスチックを取り除くだけというシンプルなものです。紙やすりを使って滑らかな表面を作ることができます。
欠点
FDMプリントはデザインもシンプルになります。FDMプリンターでは、高解像度のデザインや、複雑な構造・格子の作成は困難です。
複雑なデザインの場合、基本的には「より細かい」スライスが必要になりますが、すべてのFDMプリンターがその加工レベルに対応しているわけではありません。しかし、これらの機能は、工業規模のFDMプリンターを介せば可能です。
なぜFDM 3Dプリンターなのか？
全体的にみて、FDMプリンターは、概念実証/モックアップおよび単純なプロトタイプを作成するためには、迅速で費用効果の高い方法です。工業規模のモデルの中には複雑な部品を製造できるものもありますが、一般的にはデスクトップ3Dプリンターよりもはるかに高価です。
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SLA: Stereolithography Apparatus（光造形法）
SLAはFDMよりも先に登場しただけでなく、実際に1986年から3Dプリントを世界に紹介してきました。今日では、SLAは複雑で高品質な部品を製造するための3Dプリントの選択肢となっています。
SLAプリンターは、「硬化性フォトポリマー」を使用してモデルを作成します。これは基本的に、SLAプリンターが紫外線（UV）レーザーまたは光ビームで層ごとに硬化させる液体樹脂です。SLAプリンターは通常、モデルを上から下に向かって作成し、下にあるビルドプラットフォームが、印刷プロセスを通じて樹脂プールからモデルを上に持ち上げるようになっています。
SLAプリンターの基本的な回路図
出典: 3D Hubs
FDMプリンターが材料を何層にも重ねて造形するのに対し、SLAプリンターは樹脂のプール（槽）にUVライトを照射して造形します。
利点
SLAプリンターは、格子や空洞など、非常に複雑で入り組んだディテールを含む高解像度の造形物を作ることができます。一方で、SLAで作成されたモデルは、特に複雑なデザインであっても高い耐久性と強度を持つことができます。一般的にSLAで作成されたモデルは、より滑らかな仕上がりとなります。
欠点
一般的に、SLAプリンターとそれに必要な樹脂材料は、FDMプリンターとそれに必要な材料に比べて調達コストがかかります。また、樹脂は独自仕様のため、SLAプリンターの機種やメーカーによっては使い方の自由度が制限されることもあります。また、樹脂の残留物のため、FDMに比べて後処理が必要になります。
なぜSLA 3Dプリンターなのか?
SLAは、複雑なデザインの試作や、ある程度の量産に適しています。コストや柔軟性に制限がある一方で、FDMプリンターは一般的にSLAプリンターが与えるディテールや品質には及びません。
ご要望に応じてお選びください
結局のところ、FDMとSLAは本質的にどちらが優れているというわけではありません。3Dプリンターの種類の選択は、実際のユースケースによります。シンプルなデザインを低コストで製作することが目的であれば、FDMがお勧めです。しかし、複雑なデザインを扱うのであれば、SLAをご検討ください。
実際には、FDMとSLAの両方を使用して、異なる複数の目的を達成することも可能です。最後に、「適切な」3Dプリンタの選択は方程式の一部に過ぎません。プリンタが設計ファイルを適切に読み取ることができるかどうかも重要なポイントです!
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