熱溶解積層法とは?

熱溶解積層法 - FDM 3Dプリンティング技術は、フューズドフィラメント製造(FFF 3Dプリンティング技術)とも呼ばれ、最も人気のある積層造形技術の1つです。それは群を抜いて最も人気があり、広く普及しています3Dプリンティング技術世界で。
この技術は2004年に登場し、その後さまざまな分野で普及し、その応用はさまざまな分野にも広がっています。
ここでは、この記事を通じて、このテクノロジーが正確に何であるかを説明します。

熱溶解積層法とは?

FDM 3Dプリンターは、多くの場合、多くの人々にとって3D印刷の世界への第一歩です.設計、エンジニアリング、製造では、コンセプトモデルを迅速に検証し、機能プロトタイプをさらに開発する前に設計チームが合意に達するためのツールとしてよく使用されます。

FDM 3Dプリンターには多くの種類があり、サイズと価格が異なります。その印刷技術とワークフローのシンプルさは、3D印刷の分野に不慣れな人にとって理想的な選択肢であり、始めるのに多額の投資をする必要はありません。ただし、FDMプリンターは、部品の品質とパフォーマンスの追求に妥協することが多いことに注意してください。機能性能、耐水性、等方性または滑らかな表面に対する要求が高いユーザーにとって、SLAおよびSLS 3Dプリンターはより良い選択肢となるかもしれません。

What is fused deposition modeling？

FDM 3Dプリンティングはどのように機能しますか?

熱溶解積層法が最も一般的な3Dプリンティング技術の1つである理由の1つは、プロセスのシンプルさです。FDMプロセスは、次の手順に分けることができます。

ステップ1:CAD設計
最初のステップは設計プロセスで、CAD(Computer Aided Design)ソフトウェアを使用して3Dデジタルモデルを作成します。設計プロセスでは、3Dプリントされた製品のサイズと形状の概要を説明します。

ステップ2:スライス

CAD設計が完了したら、専用のソフトウェアを使用して3Dモデルを薄いレイヤーにスライスします。その後、各レイヤーは、材料の堆積方法を3Dプリンターに指示するコードに変換されます。

ステップ3:液化

スライスされたCAD設計はFDM 3Dプリンターに送られ、そこで固体の建物フィラメント材料(通常はアクリロニトリル、ブタジエン、スチレン、またはポリ乳酸)が液化ヘッドで液化点まで加熱されます。

FDMの利点は何ですか?

熱溶解積層法(FDM)の利点は、主に次の側面に反映されています。

低コスト:この装置は比較的手頃な価格で、材料費も安いため、大量消費や幅広い用途に適しています。
操作が簡単:成熟したテクノロジー、ユーザーにとって使いやすく、家族、学校、小さなスタジオに適しています。
多様な材料:PLA、ABSなどのさまざまな熱可塑性材料をサポートしており、ニーズに応じて適切な材料を選択できます。
グリーン：無毒または低毒性の材料を使用しているため、環境や人間の健康への影響はほとんどありません。
サポート構造は設計が簡単です。支持構造が必要な場合、設計は比較的簡単で、取り外しも簡単です。
柔軟な印刷サイズ:印刷サイズは、さまざまなアプリケーションシナリオに適応するために、必要に応じて調整できます。

FDMの制限事項は何ですか?

熱溶解積層法(FDM)の欠点には、主に次の側面が含まれます。

精度の制限:ノズル径や層厚に制約されるため、印刷精度は比較的低いです。
サポート構造が必要です:複雑な構造や吊り下げられた構造を印刷する場合、通常、支持構造を追加する必要があるため、後処理の作業負荷が増加します。
スタッキング方向の強度が弱い:オブジェクトはレイヤーごとに積み重ねられるため、通常、積み重ね方向の強度は弱くなります。
比較的遅い成形速度:他の3Dプリント技術と比較すると、FDMの成形速度は遅いです。
平均表面品質:印刷物の表面には、層や凹凸がある場合があります。

FDMはSLAやSLSとどのように比較されますか?

以下は、FDMとSLA、SLSとSLMテクノロジーの比較分析です。

FDMとSLA(光造形)の比較分析:

表面品質:SLAテクノロジーは、液体樹脂のレーザー凝固を使用してオブジェクトを層ごとに構築するため、印刷されたオブジェクトの表面は一般的により滑らかで繊細な質感を示します。現在、従来のレーザー成形プロセスでは、高品質の製品の迅速な製造をすでに達成できます。一方、FDM技術は溶融した熱可塑性材料を用いて層ごとに蓄積するため、表面に質感や小さな凹凸が生じることがあります。
コスト:FDMと比較して、SLAテクノロジーに必要な機器と材料のコストは通常、より高価です。SLAは高精度のレーザー装置と液状樹脂に依存しているため、FDMは主に比較的単純なホットメルト押出技術と熱可塑性材料に基づいています。

FDMとSLS(Selective Laser Sintering)の比較分析:

SLS技術は、レーザーを使用して粉末材料を焼結し、物体を形成します。この粉末間の自然な結合は、複雑な構造を印刷するときに追加の支持構造が必要ないことを意味します。FDMが吊り下げ構造や複雑な構造を印刷する必要がある場合、高品質の印刷を確保するために、通常、サポート構造が追加されます。したがって、SLSはサポートフリー印刷技術でより大きな利点を示します。
材料の選択に関して:FDMとSLSはどちらもさまざまな異なる材料をサポートできますが、SLSは一般的に、一部の高性能ポリマーや金属粉末を含む、より多様な粉末材料を処理できます(ただし、金属粉末のSLS印刷は高価で技術的に複雑です)。

FDMとSLM(選択的レーザー溶融)の比較分析:

材料の適応性について:FDM技術は主にPLA、ABSなどのプラスチック製品の印刷に使用され、SLM技術は主にレーザーを使用して金属粉末を溶かしてオブジェクトを形成します。したがって、この技術は金属部品の製造に特に適しています。SLMは、高強度、高硬度、高耐食性の要件により、これらの分野でそのかけがえのない利点を示しています。
さまざまなアプリケーションシナリオでは、材料の適応性の違いにより、FDMとSLMの使用シナリオには明らかな違いがあります。FDMは、プロトタイピング、教育用ディスプレイ、製品設計などの多くの分野でより適しています。SLMは、航空宇宙および医療分野でより適しています。

FDM VS SLA VS SLS

FDM印刷にはどのような材料が使用されていますか?

FDM(Fused Deposition Modeling)印刷では、主に次の種類の材料を使用します。

材料	顔立ち	申し込む
PLA(ポリ乳酸)	環境にやさしく、分解性があり、生体適合性が高く、収縮が少なく、印刷は簡単ですが、耐熱性は劣ります	教育、プロトタイピング、室内装飾、玩具など
ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)	高強度、優れた靭性、優れた耐熱性、耐薬品性、ただし、印刷時に反りやすい	自動車、電子機器、航空宇宙、玩具などのプロトタイピング
PETGの	高強度、高靭性、高透明性、PLAよりも優れた耐薬品性と耐熱性、および適度な印刷難易度	包装、容器、透明部品、試作など
PC(ポリカーボネート)	高強度、高靭性、耐熱性、耐衝撃性に優れているが、プリントが難しい	電子機器、自動車部品、安全保護具など
PC-ABS樹脂	PCとABSの利点を組み合わせることで、高強度、高靭性、耐熱性、耐薬品性を備えています	自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、その他の要求の厳しい分野
PPSF(ポリフェニルスルホン)	非常に高い耐熱性(高熱変形温度)、優れた耐薬品性、優れた機械的特性	高温環境部品、化学処理装置、航空宇宙部品など
ナイロン12	強力な靭性、優れた耐薬品性、高い耐疲労性、スナップマッチングテストの繰り返しをサポート	航空宇宙、自動車、消費財業界、および高い強度と耐薬品性を必要とするその他のコンポーネント

FDMに最適なアプリケーションは何ですか?

FDM(熱溶解積層法)のアプリケーションには、主に次の側面が含まれます。

プロトタイピング：FDM技術は、製品のプロトタイプを迅速に作成するためによく使用され、設計者やエンジニアが設計コンセプトを検証し、潜在的な問題を特定し、それに応じて設計を最適化するのに役立ちます。
教育分野:教育分野では、FDM 3Dプリンターは重要な教育ツールになっています。3Dモデリングやプリンティング技術を実践的な操作を通じて学び、革新的な思考力と実践力を養うことができます。
加工：製造では、FDMテクノロジーは少量生産とカスタム製造に使用されます。特定のニーズを満たすために、さまざまな複雑な形状や構造の部品を印刷できます。
医療分野:医療分野もFDM技術の重要な応用分野です。サージカルガイド、プロテーゼ、装具などの医療機器や、患者固有の治療モデル、リハビリテーション補助具の製造に使用できます。
アートおよびクリエイティブ産業:アートやクリエイティブ業界では、FDMテクノロジーはアーティストやデザイナーにより創造的な可能性を提供します。FDMテクノロジーを使用して、さまざまな形状や構造のアートワークや装飾を印刷できます。
建築設計・模型製作:建築の分野では、FDMテクノロジーを使用して、建築家の設計と計画を支援する建築モデルとコンポーネントを作成しています。これらのモデルは、プレゼンテーション、教育、研究など、さまざまな目的に使用できます。

What Are the Best Applications for FDM?

FDMの印刷品質を向上させるには?

FDM印刷品質の向上は、さまざまな側面から始めることができます。具体的な方法と提案を次に示します。

1.印刷パラメータを調整します

暖房ベッド暖房:ホットベッドの温度を適度に上げて、材料の密着性を向上させ、エッジの反りを減らしますが、過熱を防ぐ必要があります。
ノズル温度制御:材料の特性に応じて適切なノズル温度を選択して、材料のスムーズな溶融を確保し、過度の流動性を回避します。
印刷速度の低下:特に最初のレイヤーの印刷速度を下げて、熱膨張と収縮の影響を減らし、精度を向上させます。
妥当な層の高さ:層の高さが小さいと、ステップ効果が減少し、表面品質が向上しますが、印刷時間とコストのトレードオフが必要になります。

2. 最適化モデルとサポート

簡略化された構造:サポートの使用を減らし、印刷時間とコストを削減し、品質を向上させます。
合理的なサポート:過度の接着を避けるために、サポートタイプとレイアウトを合理的に選択してください。

3. 消耗品の選択とプリンターのメンテナンス

高品質の消耗品:高純度で微細な寸法の消耗品を選択すると、層間のギャップや反りを減らし、湿気が溜まる低品質の消耗品を避けてください。
定期的なメンテナンス:プリンターを清潔で潤滑油を塗った状態に保ち、摩耗した部品を定期的にチェックして交換し、安定した動作を確保します。

4. 後処理技術

研削と研磨:表面の欠陥を取り除き、表面品質を向上させます。
コーティング処理:スプレー塗装や電気メッキなど、美観、耐久性、機能性を向上させます。

概要

熱溶解積層法(FDM)は、熱可塑性フィラメント材料を使用して加熱および溶融し、層ごとに堆積する3Dプリンティング技術です。科学技術の継続的な進歩に伴い、FDM技術は材料、機器、ソフトウェアなどの大幅な発展を遂げました。現在、FDMは3Dプリンティング市場で最も広く使用されているテクノロジーの1つになり、その市場浸透率は65%を超えています。医療、教育、エンターテインメントなどの分野では、FDM技術がますます重要な役割を果たしています。同時に、技術が成熟し続け、コストがさらに削減されるにつれて、FDMテクノロジーはより多くの分野でより広く使用されることが期待されています。

免責事項

このページの内容は参照用です。LSの情報の正確性、完全性、または有効性について、明示的または黙示的な表明または保証を行いません。性能パラメータ、幾何公差、特定の設計機能、材料の品質と種類または仕上がりは、サードパーティのサプライヤーまたは製造業者がLongshengネットワークを通じて何を提供するかについて推測されるべきではありません。それは買い手の責任です部品の見積もりを求めていますをクリックして、それらのパーツの特定の要件を決定します。お願いしますお問い合わせもっと詳しくINFのオーメーション.

LSチーム

LSは業界をリードする企業ですカスタム製造ソリューションを専門としています。20年以上にわたり5,000社以上のお客様にサービスを提供してきた経験を持つ当社は、高精度に注力していますCNC加工,板金加工,3Dプリンティング,射出成形,金属スタンピング、およびその他のワンストップ製造サービス。
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詳細については、当社のWebサイトをご覧ください。www.lsrpf.com

よくあるご質問(FAQ)

1.熱溶解積層法(FDM)とは何ですか?

熱溶解積層法(FDM)は、広く使用されている3Dプリンティング技術です。熱可塑性材料(ABS、PLAなど)を溶融状態に加熱し、小さなノズルから層ごとに押し出し、プラットフォーム上に積み重ねて立体物を形成します。

2.FDMテクノロジーはどのように機能しますか?

FDMテクノロジーの動作原理は比較的単純です。まず、熱可塑性フィラメント材料を加熱されたノズルに供給し、溶融します。次に、コンピューター制御のノズルが事前に設定された経路でプラットフォームを横切って移動し、溶融材料を層ごとに押し出します。各層が蓄積されると、最終的に完全な3次元オブジェクトが形成されます。

3.FDMで印刷できる材料は何ですか?

FDM印刷に一般的に使用される材料には、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、PLA(ポリ乳酸)、ナイロン、PETG(ポリエチレンテレフタレート-1,4-シクロヘキサンジメタノール)などがあります。これらの材料は、物理的および化学的特性が異なり、さまざまなアプリケーションシナリオに適しています。

4.In FDMテクノロジーはどのような分野で使用されていますか?

FDMテクノロジーは、多くの分野で幅広い用途があります。たとえば、教育の分野では、FDMプリンターは教育や科学研究に使用されています。デザインの分野では、設計者はFDMテクノロジーを使用してプロトタイプを迅速に作成します。製造では、FDMテクノロジーを使用して、部品、ツール、機能コンポーネントを製造しています。さらに、FDMテクノロジーは、医療、航空宇宙、自動車、その他の分野でも重要な役割を果たしています。

資源

1.溶融フィラメントの作製

2.熱溶解積層法による3DプリントPLA物体の表面改質:レビュー

3.溶融堆積モデリング用のカーボンナノチューブで強化されたポリビニルアルコール

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