選択的レーザー焼結（SLS）は、レーザーを使用して粉末材料を焼結し、固体構造にする一般的な積層造形プロセスである。SLSで使用される2つの主要材料は、主にポリアミドをベースとするエンジニアリングポリマーである。ポリアミド12（PA12）が最も優勢な材料で、SLS材料市場の約90％を占めている。この材料は、優れた機械的特性、耐久性、機能的プロトタイプや最終用途部品の製造における多用途性で支持されています。ポリアミド11（PA11）のような他のポリアミドも使用されているが、その程度は低い。これらの材料は、表面仕上げと寸法精度が良く、高品質で耐久性のある部品を製造できることから選ばれている。
キーポイントの説明
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ポリアミド12（PA12）:
- 市場における優位性:PA 12はSLSで最も広く使用されている材料で、市場の約90%を占めている。その人気は、強度、柔軟性、耐久性などの機械的特性のバランスが優れているためです。
- 用途:PA 12は、自動車、航空宇宙、医療機器などの産業において、機能的な試作品から最終用途の部品まで、さまざまな用途に使用されています。高い精度と良好な表面仕上げを持つ部品を製造する能力は、これらの用途に理想的です。
- 特性:PA 12は、耐薬品性、低吸湿性、優れた熱安定性を備えており、過酷な環境に耐える必要がある部品に不可欠です。
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ポリアミド11 (PA 11):
- 一般的ではないが重要:PA 11はPA 12ほど広く使用されていませんが、SLS材料市場では重要な位置を占めています。PA 11は、そのユニークな特性が役立つ特定の用途に選ばれることがよくあります。
- 用途:PA 11は、PA 12に比べて高い耐衝撃性と柔軟性が要求される用途に使用されます。また、より延性に富み、もろさの少ない部品に好まれます。
- 特性:PA 11はPA 12よりも耐衝撃性と柔軟性に優れ、大きな機械的応力を受ける部品に適しています。また、耐薬品性にも優れ、再生可能な資源を原料としているため、環境にも優しい。
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その他の材料:
- 熱可塑性エラストマー（TPE）:柔軟性と弾性を必要とする用途にSLSで使用される材料です。ガスケット、シール、ソフトタッチ部品などの製造に最適です。
- 複合材料:ポリマーをガラス繊維や炭素繊維などのフィラーと組み合わせて機械的特性を高める複合材料を使用するSLSプロセスもあります。これらの複合材料は、さらなる強度と剛性が求められる高性能の用途に使用されます。
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材料選択に関する考慮事項:
- 機械的特性:SLSにおける材料の選択は、最終部品に要求される機械的特性に大きく影響されます。引張強さ、破断伸び、耐衝撃性などの要素は、特定の用途に対する材料の適合性を決定する上で非常に重要です。
- 表面仕上げと寸法精度:最終製品の品質基準を満たすためには、表面仕上げと寸法精度も重要です。PA 12とPA 11は、優れた表面仕上げと高精度の部品を製造できることで知られています。
- 耐環境性と耐薬品性:過酷な環境や化学薬品にさらされる部品には、PA 12やPA 11のような耐環境性と耐薬品性に優れた材料が好まれます。
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今後の動向:
- 新素材の開発:SLS材料市場は継続的に進化しており、より優れた特性を持つ新材料の導入を目指した研究開発が進められています。これには、高温ポリマー、生体適合性材料、持続可能性プロファイルを改善した材料などが含まれます。
- 持続可能性:SLSでは、バイオベースポリマーやリサイクル可能な材料など、より持続可能な材料を使用する傾向が強まっている。これは、環境に優しい製造方法への幅広い業界のシフトと一致している。
要約すると、選択的レーザー焼結で使用される2つの主要材料はポリアミド系ポリマーであり、優れた機械的特性と汎用性からポリアミド12が最も普及している。ポリアミド11は一般的ではありませんが、より高い耐衝撃性と柔軟性を必要とする特定の用途では重要な役割を果たします。材料の選択は、最終部品に求められる機械的特性、表面仕上げ、耐環境性によって決まります。SLS技術が進歩し続けるにつれて、性能と持続可能性が強化された新素材の開発が期待できます。
要約表
| 材料 | 主な特性 | 用途 |
|---|---|---|
| ポリアミド12（PA12） | 優れた機械的特性、耐久性、耐薬品性 | 機能プロトタイプ、自動車、航空宇宙、医療機器 |
| ポリアミド11 | 高い耐衝撃性、柔軟性、環境に優しい | 延性が要求される部品、再生可能資源に基づく用途 |
| 熱可塑性エラストマー（TPE） | 柔軟性、弾性 | ガスケット、シール、ソフトタッチ部品 |
| 複合材料 | 強度、剛性の向上 | 高性能用途 |
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