SLS

選択的レーザー焼結（SLS）は、製造業界を一変させた高度な3Dプリンティング技術である。高出力レーザーを利用して粉末材料を層ごとに融合させ、ソリッドパーツを形成する。この最先端技術の背後には、精度と機能性を確保するためのいくつかの高度な技術が採用されています。

レーザー技術

SLSプロセスの中核はレーザーそのものである。高出力レーザー（通常はCO2）がパウダーベッドの表面を精密にスキャンし、デジタル設計に従って粒子を融合させる。これにより、部品は高い精度で作成され、最終製品は優れた強度と耐久性を発揮します。

パウダーベッド・フュージョン

パウダーの薄い層がプリントベッド上に均一に広げられ、レーザーが正確なパターンでパウダーを融合させて固形層を形成する。パウダーベッドは、プリントプロセス中に構造体を支えるのに役立ち、SLA（ステレオリソグラフィー）やFDM（溶融堆積モデリング）のような他の3Dプリント方法で一般的に必要とされる追加のサポート構造が不要になります。

素材の多様性

SLSは様々な材料に対応できますが、最も一般的なものは、ナイロン、ポリアミドなどの熱可塑性プラスチックと、それらの様々な複合材料です。これらの材料は、靭性、耐熱性、化学的安定性などの優れた機械的特性で知られています。ガラス繊維入りナイロンや炭素繊維複合材料のような材料は、強度と剛性を高めるために使用することができます。

高度な粉体管理

パウダーのリサイクルはSLSプロセスのもう一つの重要な側面である。以前のプリントで余ったパウダーを再利用することで、廃棄物を減らし、材料コストを下げることができます。先進的なSLSマシンの中には、パウダーのふるい分けシステムを組み込んだものもあり、再利用されるパウダーの品質が高く、以前のビルドによる劣化が最小限であることを保証します。

選択的レーザー焼結（SLS）の課題とは？

SLSには多くの利点があるが、課題がないわけではない。SLS技術の可能性を最大限に引き出すためには、メーカーはいくつかのハードルを乗り越えなければならない。

表面仕上げと後加工

SLSの最も一般的な課題の1つは、印刷された部品の表面の粗い質感です。SLS部品は機械的強度が高い反面、特にレーザーが材料を完全に焼結していない部分では、表面が粉っぽく粒状になることがよくあります。美観と機能性を向上させるために、部品はしばしばビーズブラスト、研磨、コーティングなどの後処理を必要とします。 

材料の制限

SLSはさまざまな材料を使用してプリントできますが、FDMやSLAのような他の3Dプリント技術に比べると、選択の幅はまだ限られています。さらに、SLS材料の機械的特性は、材料の種類、粉末の品質、レーザー設定によって異なる可能性があります。例えば、ナイロンやポリアミドなどの材料は一般的に使用されていますが、すべての用途、特に極端な耐熱性や柔軟性を必要とする用途に適しているとは限りません。

反りと収縮

SLSプロセスの冷却段階で、部品が歪んだり、サイズが小さくなったりすることがあります。これは、熱膨張率の高い材料を使用する場合に特に当てはまります。このような歪みは、部品の最終的な寸法や精度に影響を与える可能性があり、厳しい公差が要求される用途では問題となります。このような問題を軽減するためには、効果的な温度制御と慎重な設計上の配慮が不可欠です。

機械コストとメンテナンス

SLSプリンターは一般的に高価であるため、中小企業がこの技術に投資するのは難しい。さらに、これらの機械は、レーザーと粉末管理システムが適切に機能するように定期的なメンテナンスが必要です。これが、SLSを製造やラピッドプロトタイピングに使用する全体的なコストに拍車をかけている。

印刷速度

SLSは、他の3Dプリント技術に比べ、特に大型部品や複数アイテムの場合、時間がかかります。SLSは、複雑な形状の高精細パーツの製造に優れていますが、レイヤーごとのプロセスは、材料析出に異なるメカニズムを使用する方法よりも時間がかかることがあります。