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現代のものづくりにおける重要なイノベーションとして、3Dモデルプリント多くの分野で広く使用されていますは、プロトタイプ設計から最終製品製造までの独自の利点を示しています。テクノロジーが進歩し続けるにつれて、3Dプリントの種類はますます多様化しています。このブログでは、いくつかの主なタイプを紹介します3Dプリントモデルこの分野を誰もがより深く理解できるように、詳細に説明します。

3Dプリンティングとは?

3Dプリンティングは、3次元プリンティングまたはアディティブマニュファクチャリングテクノロジーの正式名称であり、材料を層ごとに蓄積することで3次元のエンティティを構築する技術です。従来のサブトラクティブ製造(切断など)や同等の材料製造(鋳造、鍛造など)とは異なり、3Dプリントデジタルモデルから直接開始し、コンピューター制御の下で精密機器を使用して、材料を必要な形に積み重ねます。形状とサイズ。このプロセスには金型や工具が不要なため、設計の自由度と製造の柔軟性が大幅に向上します。

3Dプリントには何種類ありますか?

1.熱溶解積層法(FDM)

FDMは、さまざまなホットメルトフィラメント材料(ワックス、ABS、ナイロンなど)を加熱、溶融、形成する方法です。その動作原理は、ヒーターの押出ヘッドを介して低融点フィラメント材料を液体に溶かし、次にノズルを介して押し出し、部品の各セクションの輪郭に従って正確に移動することで、溶融した熱可塑性材料が堆積し、正確な形状に固化します。実物パーツの薄層。このプロセスはレイヤーごとに進行し、最終的にはソリッドモデルまたはパーツに積み重ねられます。

利

1. 無毒ですが、ABSのような一部のフィラメントは有毒なガスを生成します。通常、それは環境に安全なプロセスです。
2. カラフルな印刷材料を幅広く取り揃えており、それほど高価ではなく、使用率が高いです。
3. 機器の低コストまたは中程度のコスト。
4. 後処理コストが低いか中程度(サポートの除去と表面仕上げ)。
5. 中規模の要素に最適です。
6. コンポーネントの多孔性は実質的にゼロです。
7. 材料の高い構造安定性、耐薬品性、耐水性、耐熱性。
8. 他のデスクトップ技術と比較してかなり大きなビルドボリューム:600 x 600 x 500 mm。

欠点

1. デザインの選択肢が限られている。垂直面に薄い壁、鋭角、鋭いエッジを生成することはできません。
2. プリントされたモデルは、積層造形法による材料特性の異方性のために、垂直方向の造形方向で最も弱いです。
3. サポートが必要です。
4. 精度は高くなく、公差は0.10〜0.25mmです。
5. 引張強度は、射出成形された同じ材料の約3分の2です。
6. 最良の結果を得るために重要なビルドチャンバーの温度を制御するのが困難です。
7. 垂直ビルドプレーンでの「階段ステップ」の問題。

2.光造形(SLA)

光重合として知られる技術は、光造形法(SLA)によって使用されます。3Dプリント方式を使用して、3 次元オブジェクトを作成します。これは、アディティブ・マニュファクチャリングが作られた最も初期の方法の一つであり、現在でも使用されています。SLAは、高解像度のプロトタイプ、詳細なモデル、ジュエリー、歯科用アプリケーション、および精度と細部が重要なその他の業界を必要とするアプリケーションで一般的に使用されます。

利

• 成熟：これは、成熟度の高い最も初期の実用的なラピッドプロトタイピング技術です。
• 処理速度:プロトタイプはCADデジタルモデルから直接作成され、処理速度が速く、製品生産サイクルが短くなります。
• 複雑な構造:複雑な構造形状のプロトタイプや金型、または従来の方法では形成が難しい金型を処理できます。
• 視覚化：CADデジタルモデルを直感的にし、エラー修復のコストを削減します。
• 検証と検証:コンピュータシミュレーション計算の結果を検証し、検証できる実験用のサンプルを提供します。

欠点

• システムコスト:SLAシステムは構築に費用がかかり、その使用と保守のコストは高すぎます。
• 働く環境:作業環境は厳しく、温度や湿度などの条件を制御する必要があります。
• 成形部品の性能:成形品は樹脂製が多く、強度や剛性、耐熱性に限界があり、長期保存には適していません。
• ソフトウェア操作:前処理ソフトウェアとドライバーソフトウェアは、大量の計算が必要であり、操作が複雑で、開始するのが困難です。

3.選択的レーザー焼結法(SLS)

SLSは、高エネルギーレーザービームの正確な制御を使用して、粉末材料を層ごとにスキャンおよび焼結し、最終的に複雑な3次元エンティティの正確な構築を実現します。SLS技術の利点は、材料選択の範囲(金属、セラミック、ポリマーなど)を広げ、高い成形精度と強力な構造複雑処理能力を備えていることです。これにより、航空宇宙や自動車製造などのハイエンド製造分野で広く使用されているSLS.しかし、SLS機器は、コストの高騰や技術的な難しさなどの課題も抱えています。

利

1. 材料の選択:金属粉、セラミックス粉など、さまざまな材料を使用できます。
2. パーツ強度:この部品は強度が高く、高精度で高強度の部品の製造に適しています。
3. 材料利用率:材料利用率が高く、未焼結粉末を無駄なく再利用できます。
4. サポートは必要ありません。支持構造が不要なため、印刷プロセスが簡単になります。

欠点

1. 緩い構造:プロトタイプの構造は緩く、多孔質で、内部に応力がかかるため、生産が不安定です。
2. 後処理:セラミックや金属部品を製造するための後処理は困難です。
3. 予熱と冷却:予熱と冷却のプロセスが必要であり、印刷時間が長くなります。
4. 環境汚染：成形工程では有毒ガスや粉塵が発生する可能性があるため、環境保護のための対策を講じる必要があります。

4.マルチノズル印刷

マルチノズル印刷技術は、複数のノズルを使用して印刷物3Dプリントプロセス中に同時にまたは交互に。この技術により、印刷速度と効率を大幅に向上させながら、複数の素材の混合印刷が可能になります。マルチノズルプリンティング技術は、複雑な構造、マルチマテリアルコンポーネント、カラー3Dプリンティングの製造において重要な利点があります。

利

• 印刷品質:印刷物は高品質で、高精細なパーツの製作をサポートします。
• マルチマテリアル印刷:粘土、粘土、陶磁器、ABS、PLAなど、複数の材料での印刷をサポートします。
• サポート構造:独自のワックスベースのサポート構造、簡単かつ迅速な取り外し。

欠点

• 複雑な構造:複数のノズルの複雑な構造は、機器のメンテナンスの難しさを増します。
• メンテナンスの難しさ:メンテナンスは難しく、専門的なスキルとツールが必要です。
• 消耗品の価格:消耗品が独占され、価格が高くなっています。
• 印刷速度:印刷速度は比較的遅く、印刷に時間がかかります。

5.バインダースプレー

バインダージェッティング技術は、ノズルを介して粉末材料にバインダーをスプレーすることで、バインダーの作用で粉末材料が固化し、目的の形状を形成することです。この技術には、材料利用率が高く、低コストで、大規模で複雑な構造をプリントできるという利点があります。ただし、その印刷精度と速度は、バインダージェットと粉末材料の特性によって制限される場合があります。

利

1. 材料利用率:材料の利用率が高く、残りの材料は選別して再利用できます。
2. 成形効率:成形効率は、印刷ノズルの数によって異なります。ノズルの数が多いほど、成形効率が高くなります。
3. サポートは必要ありません:特別なサポートを設計する必要はありません。自立型粉末材料により、複数の部品の繰り返し成形を実現できます。

欠点

1. 材料の選択:理論的には、この技術は多くの種類の材料に適していますが、実際には利用可能な金属材料は限られています。
2. 脱脂焼結プロセス:脱脂焼結プロセスは品質管理の重要なポイントですが、管理の核心的な難しさでもあります。
3. 部品サイズ:中型および大型の部品は成形できず、部品サイズに制限があります。
4. 脱脂後の性能:脱脂後の材料の密度は高くないため、特に降伏強度が低く、性能が低下します。

テクノロジー	速度	費用	使用材料	複雑さ
FDMの	比較的遅い	下げる	熱可塑性ワイヤー	中程度
SLAの	より高速(小型の高精度モデル用)	高い	感光性樹脂	高い
SLSの	中 (オブジェクトのサイズと複雑さに依存)	高い	金属粉、プラスチック粉	高い
マルチノズル印刷	中程度から低速(印刷色と素材の量によって異なります)	中程度から高い	さまざまな色のプラスチックワイヤーまたは粉末	中程度から高い
バインダージェット	中 (オブジェクトのサイズと複雑さに依存)	下げる	セラミックス粉、金属粉など	高い

3Dプリンティングにおけるモデリングの3つのタイプとは?

3D(3D)印刷モデリングコンピュータソフトウェアを使用して立体を作成することを指しますデジタル3Dプリントモデル,その後、3Dプリンターで物理オブジェクトを生成するために使用されます。このプロセスでは、特定のモデリングツールと手法を使用して、仮想空間内のオブジェクトのジオメトリ、構造、および表面の特徴を構築します。モデリングプロセスで一般的に使用されるモデリング方法を次に示します。

ソリッドモデリング

ジオメトリ(立方体、球、円柱など)を作成して構築し、ブール演算(和集合、交差、差分など)を実行して複雑なモデルを生成します。

• 使用方法:CADソフトウェアでは、ソリッドモデリングツールを使用して、正確に定義されたサイズと形状のオブジェクトを作成できます。
• 業界の例:建築家は、ソリッドモデリングを使用して、構造解析と視覚化のための建物の3次元モデルを作成できます。さらに、エンジニアはソリッドモデリングを使用して機械部品やアセンブリを設計し、それらが正しいサイズと形状で、互いに適合していることを確認できます。

サーフェスモデリング

自由形状の曲線やサーフェスを通じて、柔軟性と精度を高めてモデルを構築し、複雑な有機的な形状に適しています。

• 使用方法:CADまたはプロフェッショナルなサーフェスモデリングソフトウェアでは、ユーザーはカーブツールとサーフェスツールを使用して、滑らかで連続的なオブジェクトサーフェスを作成できます。
• 業界の例:自動車設計者は、サーフェスモデリングを使用して車のボディとスキンを作成し、流線型の外観と快適な室内空間を確保できます。アーティストは、サーフェスモデリングを使用して、彫刻やジュエリーなどの複雑で美しいアートワークを作成できます。

グリッドモデリング

メッシュモデリングは、オブジェクトの表面形状と詳細をシミュレートするポリゴンメッシュを作成することにより、モデルを構築する方法です。

• 使用方法:で3Dモデリングソフトウェアでは、メッシュツールを使用してポリゴンメッシュを作成および編集し、詳細で複雑なジオメトリを作成できます。
• 業界の例:映画やゲームの制作では、メッシュモデリングを使用して、アニメーションやレンダリング用のキャラクター、シーン、小道具の3次元モデルを作成します。さらに、設計者はメッシュモデリングを使用して、電子製品のケーシングや家具など、複雑な形状や詳細を持つ製品モデルを作成できます。

3Dプリンティングにはどのような材料が使用されていますか?

1.プラスチック素材

1. PLA(ポリ乳酸):コーンスターチなどの再生可能な植物資源に由来する生分解性プラスチック。無毒で無臭で、印刷時に刺激臭が出ないので、家庭での使用に最適です。PLA印刷部品は、表面が滑らかで明るい色ですが、融点が低く、耐高温性が劣ります。
2. ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン):優れた機械的特性と耐薬品性を備えた一般的なエンジニアリングプラスチック。融点が高く、ある程度の靭性と強度でパーツをプリントできます。ただし、ABSは印刷プロセス中に刺激臭が発生する可能性があるため、換気の良い環境で使用する必要があります。PA(ポリアミド):ナイロンとも呼ばれ、工業分野で広く使用されている高強度・高靭性の素材です。ナイロン素材でプリントされた部品は強度と靭性が高いため、高い応力や摩耗に耐える必要がある部品の製造に適しています。ただし、ナイロン素材の価格は比較的高く、印刷プロセスでは高温多湿の管理も必要です。
3. TPU(熱可塑性ポリウレタン):印刷物にある程度の弾力性がある特殊な軟質素材。TPU印刷効果が優れており、成形は滑らかで、気泡はなく、表面は滑らかで繊細で、色は正確です。さらに、TPUは環境に優しい製品であり、無毒で、刺激臭がありません。
4. PETG(ポリエチレンテレフタレート):PLAとABSの長所を組み合わせた複合材料で、ABSに比べてPETGは靭性が高く、印刷が容易で、反りや臭い、泡立ちがありません。PETGによって印刷された完成品は明確で透明であるため、広告レター業界でお気に入りの3D印刷材料の1つになっています。

感光性樹脂

特定の波長の光にさらされると固化する高分子材料。通常、SLA(光造形)またはDLP(デジタル光処理)3D印刷技術で使用されます。感光性樹脂でプリントした部品は、表面が平滑で精度が高いため、高い精度と表面品質が求められる部品の製造に適しています。ただし、感光性樹脂の価格は比較的高く、印刷プロセスでは照明条件を厳密に制御する必要があります。

金属材料

チタン合金、ステンレス鋼など。これらの材料は通常、SLM(選択的レーザー溶融)またはSLS(選択的レーザー焼結)技術で使用され、工業部品や複雑な金属部品の製造に適しています。金属材料からプリントされた部品は金属強度と導電性を持っていますが、金属3D印刷装置は高価で、印刷速度が遅く、部品の精度と表面品質を向上させるために特別な後処理プロセスが必要です。

セラミック素材

優れた耐高温性、耐摩耗性、耐食性を備えています。セラミック3Dプリンティング技術は通常、粉末冶金やレーザー溶融などの方法を使用します。セラミック印刷部品は、航空宇宙、医療機器、その他の分野の高温、高圧、腐食性の環境で使用できます。ただし、セラミック材料は比較的脆く、印刷プロセスでは温度や圧力などのパラメーターを厳密に制御する必要があります。

なぜLongshengのオンライン3Dプリントサービスを選ぶのですか?

• マルチマテリアル加工:私たちはさまざまな材料を処理する能力を持っており、処理する必要がある材料部品に関係なく、専門的なソリューションを提供できます。
• 競争力のある価格:私たちは、競争力のある価格と費用対効果の高いソリューションを提供し、お客様がコスト管理において最大の利点を得られるようにします。
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よくあるご質問(FAQ)

1.3Dプリントには何種類ありますか?

たくさんあります3Dプリンティング技術の種類.主な一般的なタイプには、SLA(光造形)、DLP(デジタル光処理)、FDM(熱溶解積層法)、SLS(選択的レーザー焼結)、SLM(選択的レーザー溶融)が含まれます。さらに、PolyJet、電子ビーム溶融(EBM)、レーザー溶融(LM)または電子ビームフリーフォーム製造(EBFFF)、層状オブジェクト製造(LOM)、建築3D印刷、生物学的3D印刷など、多くの種類があります。これらの技術は、さまざまな方法でオブジェクトを層ごとに構築し、プラスチックから金属、プロトタイプから最終製品まで、さまざまなニーズに適しています。

2.3Dプリントのモデリングには3つのタイプは何ですか?

3Dプリンティングでは、ソリッドモデリング、サーフェスモデリング、メッシュモデリングの3つが一般的なモデリング方法です。各方法には独自の利点と適用範囲があり、特定のアプリケーション要件に基づいて適切なモデリング方法を選択できます。同時に、3D印刷技術の継続的な開発と普及に伴い、印刷所さまざまな分野でますます広く利用されるようになるでしょう.

3.8種類の印刷方法は何ですか?

8つの一般的な印刷方法には、溶融蒸着印刷、光硬化印刷、粉末焼結印刷、インクジェット印刷、粘着ジェット印刷、指向性エネルギー堆積、ワイヤーアキュムレーション印刷、シートラミネート。なお、上記の分類は、印刷方法は絶対的なものではありません。の継続的な開発により 3Dプリンティング技術、新しい印刷方法や技術も登場しています。同時に、「8つの印刷方法」という記述は、分類基準や視点が異なるため、異なる場合があります。

概要

たくさんあります3Dプリントの種類テクノロジーは、それぞれ独自の特性と応用領域を持っています。技術の継続的な発展とアプリケーションの幅の拡大に伴い、 3Dプリンティングサービスより多くの分野で重要な役割を果たすでしょうそして、人々により多くの便利さと創造性をもたらします。特定のニーズに適した3Dプリンティング技術を選択する際には、材料特性、精度要件、プリンティング速度、コストなどの要素を考慮して、最高のアプリケーション結果を確保する必要があります。

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Longshengチーム

この記事は、複数のLongshengの寄稿者によって書かれました。Longshengは製造業の主要な資源であり、とCNC加工,板金加工,3Dプリンティング,射出成形,金属プレス加工など。