アディティブ・マニュファクチャリング産業は活況を呈しており、世界の3Dプリンティング市場は2024年に253億2,000万ドル、2030年には664億2,000万ドルに達すると推定されている。 CAGR 17.28%である。3Dプリント技術がより利用しやすくなるにつれて、樹脂とフィラメントの問題は、それぞれの利点と課題とともに浮上してきた。
ホビイストとして、教師として、あるいはプロとしてプロトタイプの作成に取り組む上で、樹脂3Dプリントとフィラメント3Dプリントの違いを知ることは、プロジェクトの成功に不可欠です。これは、プリントの品質、価格、材料の用途、安全性に関する懸念に応じて、樹脂3Dプリントとフィラメント3Dプリントを比較したものです。
樹脂とフィラメントの3Dプリント:基本を理解する
フィラメント3Dプリンティング (FDM/FFF)
FDMまたはFFFによるフィラメントベースの3Dプリントは、溶融した熱可塑性プラスチックをノズルから押し出し、レイヤーの後にレイヤーを形成することに基づいています。この技術は安価で柔軟性があり、PLA、ABS、PETGなど、大型プリントや作業用プロトタイプに適した素材を使用することができます。
多重伝送装置 は、大型の模型製作、エンジニアリング・グレード、組立品に優れている。しかし、このプロセスは目に見える層線が残りやすく、表面を滑らかにするにはサンディング、研磨、蒸気平滑化が必要である。
樹脂3Dプリンティング(SLA/DLP/MSLA)
SLA、DLP、MSLAを含む樹脂ベースの3Dプリンティングでは、UV光照射によって硬化する液状のフォトポリマー樹脂を塗布する。このプロセスは非常に詳細で、滑らかな仕上げが可能なため、ミニチュアモデル、歯科用モデル、宝飾品に使用できます。また、樹脂3Dプリンターは、FDMプリンターよりも精度が高く、通常より高価で、造形量も少ない。
クイックグランス樹脂とフィラメントの3Dプリント
| 特徴 | 樹脂3Dプリンティング | フィラメント3Dプリンティング |
| 印刷品質 | 高解像度、滑らかな表面仕上げ | レイヤーラインが見えるが、あまり詳細ではない |
| スピード | 大型部品は遅い | 大型部品の高速化 |
| 材料費 | 印刷単価が高い | 印刷単価の低減 |
| 素材の多様性 | フィラメントに比べ限定的 | 多様な素材を用意 |
| 耐久性 | より脆く、より強い部品のために特殊な樹脂が利用可能 | ABS、PETGのようなエンジニアリングプラスチックによる高い耐久性 |
| 安全への配慮 | 化学物質による安全上の注意が必要 | 特にPLAを使用する場合、健康リスクを最小限に抑え、より安全である。 |
| 後処理 | 養生、洗浄、場合によってはサンディングが必要 | サンディングや追加の平滑化技術が必要な場合がある。 |
ヘッド・トゥ・ヘッドの比較
印刷品質とディテール
樹脂プリンターは、レイヤーラインの少ない滑らかな表面を生成するため、細かいディテールが重要な場合に適している。樹脂プリンターは10ミクロンの微細な印刷が可能なので、ミニチュアやジュエリーの試作に理想的です。
しかし、フィラメント印刷では、目に見える層線ができるため、表面の質を高めるために、やすりをかけたり、薬品で平滑にするなどの後処理が必要です。FDMは通常、樹脂よりも精度が低く、レイヤーのサイズが大きい。
ビルド・ボリュームとサイズ能力
FDMプリンターは造形量が増え、エントリーレベルのプリンターは最低でも200x200x200mmで、産業用システムではどの方向にも1000mmを超えます。このため、フィラメント・プリンティングプロセスは、構造的完全性を必要とする大型モデルや作業部品に最も適している。
しかし、樹脂プリンターはビルド・プラットフォームが小さい傾向があり(例えば120x80x150mm)、大きなフィーチャーを印刷する場合よりも、細かいフィーチャーが必要な小さなコンポーネントを扱う場合に有用である。
材料費と入手可能性
FDMフィラメントは安い傾向にあり、PLAやPETGは1kgあたり50ドル前後、エンジニアリンググレードフィラメントは1kgあたり50~150ドルで販売されている。プレミアム・フィラメントは200/kgを超えることもある。
樹脂材料は一般的に非常に高価で、1リットルあたり$50-150と、フィラメントの価格をはるかに上回っている。さらに、樹脂は12~18カ月保存すると腐敗しやすくなるため、大判プリントや大量生産には少々割高になる。
スピードと効率
樹脂プリンターは小さなサイズのパーツを印刷するのに適している。完全なレイヤーを同時に硬化させるので、ミニチュアのビルドプレートは、1つのアイテムを印刷する時間と同じくらい短時間で準備できます。
通常、フィラメント・プリンターでは大型部品の扱いは遅く、単一部品は速い。ポストキュアなしで連続印刷も可能だ。
強度と耐久性
について 強度と耐久性, フィラメント素材 ような ABS, PETGそして ナイロン 優れた 耐衝撃性, 張力そして長期的 耐久性.に最適である。 機能部品 そして メカニカルアセンブリ.
樹脂部品しかし、それよりも もろい 特殊なタフなものを使わない限り 樹脂を模倣することができる。 射出成形部品 しかし 材料費の上昇.
安全への配慮
フィラメント印刷だけでなく、樹脂も危険である:
FDMの安全上の問題は、超微粒子(UFP)の放出と揮発性有機化合物(VOC)である。
樹脂の安全性の問題は、未硬化樹脂の毒性によってより顕著になる。樹脂を取り扱う際には、適切な換気、ニトリル手袋、呼吸器、UV硬化ステーションが必要となる。
アプリケーションと使用例
樹脂3Dプリントを選ぶとき
樹脂3Dプリントは、以下のような細かいディテールや仕上げが必要な工程で最も役立つ:
- 卓上ゲーム用ミニチュア(85%はレジンを使って細密フィギュアを作る)。
- ジュエリーのインベストメント鋳造試作。
- 歯科用模型、補綴物、オーダーメイドのサージカルガイドなど、精度が重要なもの。
フィラメント3Dプリントを選ぶとき
フィラメント印刷は次のような用途に適している:
- コスプレアーマー、実用的なプロトタイプ、工業用パーツなどのビッグモデル。
- 費用対効果と強度が優先される教育用途。
- 寸法精度が要求される産業用プロセスツール、治具、固定具。
初めてのエンスージアストへのアドバイス
新規参入者にとって、FDMプリンターは価格が安く、機械が複雑でないため、3Dプリントへの入り口として安価で使いやすく、より安全である。およそ200~300ドルで、Creality Ender 3 V2のようなエントリーモデルは、信頼できる性能を発揮する。
Elegoo Marsシリーズのような樹脂プリンターは高品質のプリントを提供しますが、安全に使用するためには特別な保護具(UV硬化ステーション、手袋、呼吸マスクなど)が必要です。樹脂の初期セットアップ費用は、$300-400の間である。
今後の検討
樹脂だけでなくフィラメント印刷技術も拡大する。卓上型樹脂システムは、消費者による採用や技術の発展により、年平均成長率21.33%と高い。
新たな方向性として、生分解性フィラメントやバイオベースの樹脂があり、これらは性能を損なうことなく、生物環境への関心に応えることができるかもしれない。さらに、3Dプリンティング業界の廃棄物管理とリサイクルも増加の一途をたどっている。
結論
樹脂3Dプリントとフィラメント3Dプリントのどちらを選択するかは、最終的にはあなたのプロジェクトが何を必要としているかによって決まります。樹脂プリントは正確で、表面が滑らかで、細部まで再現でき、ミニチュア、歯科模型、宝飾品などの制作に最適です。一方、フィラメントプリントは、大きな部品、耐久性のあるプリント、費用対効果の高い機能的なプロトタイプに最適です。
各プロセスの長所と短所を理解することで、表面仕上げ、機械的品質、製造量など、あなたのプロジェクトに最も適した技術を選択することができる。この2つの技術の組み合わせは、両方の利点を最大限に生かそうとする多くの専門家によって採用されている。
よくある質問
樹脂とフィラメントを使う3Dプリンターはありますか?
はい、いくつかあります。 ハイブリッド3Dプリンター の両方で印刷できる。 樹脂とフィラメントさまざまなタイプのプロジェクトに対応できる汎用性を備えている。
樹脂3Dプリントはフィラメントより優れているか?
樹脂印刷 の方が良い。 高解像度 そして 滑らかな仕上げ一方 フィラメント印刷 に優れている。 強さ そして 拡大プリント.
3Dプリント用フィラメントの価格は?
フィラメント 通常コスト 1キログラム当たり$15-$50である。 特殊フィラメント 価格は高めに設定されている。
樹脂3Dプリントとフィラメント3Dプリントの違いは何ですか?
樹脂3Dプリント 用途 紫外線 液状樹脂を硬化させる 平滑面一方 フィラメント印刷 固形物を層状に押し出す。
3Dプリント用フィラメントは高価ですか?
3Dプリント用フィラメント の間で、一般的に手頃な価格である。 1キログラム当たり$15-$50でも 特殊フィラメント より高価になる可能性がある。
3Dプリンターは樹脂製とフィラメント製のどちらがいいですか?
選ぶ 樹脂印刷 にとって 細部 そして 平滑面そして フィラメント印刷 にとって 拡大プリント そして 耐久性 より低コストで。