―電子ビーム方式(EBM)とレーザー方式(SLM)3Dプリンターの特徴―

電子ビーム方式とレーザー方式の違い

熱源 電子ビーム方式 (EBM) レーザー方式 (SLM) 相違点のポイント
出力 高い(3.5~6.0kW) 低い(0.4〜0.6kW)  
金属材料 高融点材の対応が可能 高融点材の対応は困難
(反射率の高い純銅なども難しい)
 
粉末粒径 45~105μm <45μm 出力の違いにより使用する粉末の粒径が異なります
(現状、電子ビーム方式は粒径の大きい粉末を使用しています)
積層厚 50~90μm 20~50μm 積層厚の違いは造形時間に影響します
チャンバー内 真空・予熱 不活性ガス置換 電子ビーム方式では真空・予熱工程が必要です
レーザー方式ではガス置換により酸化を防ぎます
表面粗さ 劣る 粉末粒径と積層厚は表面粗度に影響します
サポート(応力除去) 簡素(予熱するため) 必要(常温のため) サポート材は除去作業(後工程)と
原料粉末の歩留りに影響します
  • 電子ビーム方式はレーザー方式に比べて出力が高いため、造形スピードは速くなります。
  • 電子ビーム方式では、帯電防止処理として仮焼結を行うため、造形後の残留応力の発生が少なく、内部応力による歪みや亀裂も抑制され、サポート材も少なくて済みます。
  • レーザー方式では粒径の小さい粉末を使用するため、製品の表面粗度は優れており、比較的細かい構造品の造形に適しています。

EBMによるSUS316L材の造形

EBMで造形することにより、造形時間を大幅に短縮することができ、LBMと比べて大きなコスト削減効果+短納期が期待できます。更にEBMなら高温環境下での造形になるため、応力除去のための熱処理も基本的に必要ありません。

例:20 x 20 x 20mm を造形した場合

造形個数 LBM 造形時間(h)
(Concept Laser M2)
EBM 造形時間(h)
(Arcam A2X)
造形時間短縮効果
1 5 10 +100%
10 29 15 -49%
20 56 21 -63%
30 82 27 -67%
40 109 33 -70%
50 133 39 -81%
  引張強度(MPa) 降伏応力(MPa) 伸び(%)
ASTM F3184規格 515 205 30
JAMPT LBM 450-550 200-250 20-25
JAMPT EBM* 460-480 224 28

*更に強度を出すための試験は継続中です。