金属3Dプリンティング技術 急速に進歩しており、 選択的レーザー溶融（SLM）, 電子ビーム溶解（SEBM/EBM）, レーザー金属蒸着／指向性エネルギー蒸着（LMD/DED） 主流の手法として台頭しつつあるこれらの手法について、本稿ではその原理、パラメータ、長所／短所を比較し、具体的な応用例に関する推奨事項を提示する。

強みと弱み

SLM

• 優位性:
  • 超高精度レーザースポットサイズが100μm未満であるため、複雑な形状（例えば、格子構造）の加工が可能となる。
  • ほぼ完全な密度部品は99.9%の密度を実現し、機械的特性は鍛造品に匹敵する。
  • 材料の多様性医療グレードの合金や高温材料との互換性があります。
• デメリット:
  • ゆっくり層ごとにスキャンを行うため、量産には不向きです。
  • 高いコスト設備費は1万ドルを超え、後処理に伴うサポート体制も強化される。

SEBM/EBM

• 優位性:
  • 高いエネルギー効率電子ビームは、極高温用途において、耐火金属（例えばタングステン）を溶融させる。
  • 低残留応力真空環境により熱による歪みが最小限に抑えられます。
  • 大規模な能力ロケットノズルなどの航空宇宙部品に最適です。
• デメリット:
  • 表面仕上げが悪い機能面には後加工が必要です。
  • 物質的な制限導電性粉末のみ使用可能です。

LMD/DED

• 優位性:
  • 急速な預金大型部品（例：タービンブレード）の高速補修／コーティング。
  • ハイブリッド製造：複数の素材での印刷と現場での部品修理を可能にします。
  • Cost EffectiveSLM/EBMよりも設備費と運用コストが低い。
• デメリット:
  • 低精度厳しい公差を実現するには、後加工が必須です。
  • 熱歪み：高熱入力による基材劣化のリスク。

アプリケーションの推奨事項

SLMを選択する:

• 高精度で複雑な部品医療用インプラント、航空宇宙用燃料ノズル、またはマイクロ流体デバイス。
• 小ロット生産特注の歯科補綴物、または軽量自動車部品。
• マルチマテリアルプロジェクト勾配構造または複合構造を必要とする用途。

SEBM/EBMを選択する:

• 耐火金属加工ロケットの推力室、原子炉の構成要素。
• 大型の一体型部品：衛星フレームまたはサイズが1メートルを超える産業用工具。
• 応力に敏感な設計：歪みを最小限に抑える必要がある、重要な航空宇宙部品。

LMD/DEDを選択してください:

• 大規模修復船舶用プロペラの改修、または石油・ガスパイプラインのコーティング。
• 機能的に傾斜した材料産業機械の耐摩耗性表面。
• ハイブリッド製造複雑な形状を実現するために、加法加工と減法加工を組み合わせる。

今後の動向

• SLM：マルチレーザーシステム（例：12個以上のレーザー）により、量産における生産性を向上させます。
• EBM：より安価な真空システムと、より豊富な材料ライブラリ（例：銅合金）。
• DED過酷な環境（例えば、海洋プラットフォーム）における現場修理のためのロボット技術との統合。

製品概要

• SLM：高いコストに見合う精度と材料の柔軟性。
• EBM耐火金属や大規模建築物において、比類のない性能を発揮します。
• DED修理やハイブリッド製造におけるスピードと汎用性。
  選択基準精度（SLM）、材料の種類（EBM）、または堆積速度（DED）のいずれかを優先します。ハイブリッドシステム（例：SLM + DED）は、複雑なワークフローを最適化できる場合があります。