SLSとは「Selective Laser Sintering（セレクティブ・レーザー・シンタリング）」の略称で、日本語では「選択的レーザー焼結法」と呼ばれる3Dプリント方式です。

SLSは、粉末状の材料にレーザーを選択的に照射し、粉末を熱で焼結させながら一層ずつ積み重ねて立体物を造形する積層造形技術です。

主にナイロンなどの樹脂粉末を材料として使用し、試作品、機能部品、治具、筐体、ダクト、機械部品など、強度や実用性が求められる製品の製作に利用されています。

SLS方式の大きな特徴は、造形中に未焼結の粉末がモデルを支えるため、基本的に別途サポート材を必要としないことです。

そのため、光造形やFDMなどではサポート構造が必要になるような複雑な形状や、入り組んだ形状、中空構造なども造形しやすいというメリットがあります。

また、複数の部品を造形エリア内に効率よく配置できるため、試作品だけでなく、小ロット生産やカスタム部品の製造にも活用されています。

SLSとは？

SLSとは、粉末状の材料にレーザーを照射し、必要な部分だけを選択的に焼結させて立体物を作る3Dプリント方式です。

一般的なSLSでは、ナイロンなどの樹脂粉末を材料として使用します。

造形時には、まず造形エリアに粉末材料を薄く敷きます。

その後、3Dデータの断面形状に合わせてレーザーを照射します。

レーザーが当たった部分の粉末が熱によって焼結し、1層分の形状が形成されます。

次に新しい粉末を薄く敷き、次の層をレーザーで焼結します。

この工程を繰り返すことで、3Dデータを立体形状へ変換します。

基本的な流れは、

3D CAD・3Dデータ

↓

スライスデータを作成

↓

粉末材料を一層敷く

↓

レーザーを選択的に照射

↓

粉末を焼結

↓

次の層に粉末を敷く

↓

レーザーで焼結

↓

積層を繰り返す

↓

造形完了

となります。

SLSは、

Selective＝選択的

Laser＝レーザー

Sintering＝焼結

の頭文字から作られた名称です。

日本語では、一般的に、

選択的レーザー焼結

と呼ばれます。

SLSは、3Dプリンターが登場する以前から研究されてきた積層造形技術の一つで、現在では樹脂粉末を使用した試作品や機能部品、小ロット生産などに広く利用されています。

SLS方式では、一般的に以下のような工程で造形します。

1．3Dデータを準備する

まず、3D CADなどで製作したい製品の3Dデータを準備します。

3Dスキャンデータや、既存部品をもとに作成した3Dデータを使用することもできます。

2．3Dデータをスライスする

3Dデータを水平に薄くスライスし、一層ごとの断面データを作成します。

このデータをもとに、レーザーを照射する位置を決定します。

3．粉末材料を敷く

造形エリアに粉末状の材料を薄く均一に敷きます。

材料には、主にナイロンなどの樹脂粉末が使用されます。

4．レーザーを照射する

3Dデータの断面形状に合わせて、レーザーを選択的に照射します。

レーザーが当たった部分の粉末が加熱され、粒子同士が結合します。

これを「焼結」と呼びます。

5．一層ずつ積層する

1層の焼結が終わると、次の粉末層を敷きます。

再びレーザーを照射し、次の層を焼結します。

この工程を繰り返すことで、立体形状を形成します。

6．造形後に粉末を除去する

造形が完了したら、造形エリアから製品を取り出します。

製品の周囲には未焼結の粉末が残っているため、ブラシやエアーなどを使用して粉末を除去します。

必要に応じて、

• ブラスト処理
• 表面研磨
• 染色
• 塗装
• コーティング

などの後加工を行います。

SLS方式の大きな特徴が、造形中の未焼結粉末がモデルを支えるため、基本的にサポート材を必要としないことです。

光造形やFDM方式では、空中に張り出した形状やオーバーハング部分を造形する際、サポート材が必要になる場合があります。

一方、SLSではモデルの周囲にある未焼結粉末が造形物を支えるため、サポート材なしで複雑な形状を造形できます。

これにより、

• 複雑な曲面
• 内部構造
• 中空形状
• ダクト形状
• 入り組んだ形状
• 可動部を含む構造

などの造形に適しています。

ただし、SLSでも、形状によっては粉末除去が難しい場合があります。

特に、非常に細い内部流路や閉じた中空構造では、未焼結粉末が内部に残る可能性があるため、粉末を排出するための穴や構造を設計段階で考慮することが重要です。

1．サポート材が不要

SLSでは、周囲の未焼結粉末がモデルを支えるため、基本的にサポート材を必要としません。

そのため、サポート材の除去跡を気にする必要がなく、複雑な形状にも対応しやすくなります。

2．複雑な形状を造形できる

サポート材に制約されにくいため、光造形やFDMでは造形が難しい複雑な形状にも対応できます。

例えば、

• 複雑な曲面
• 中空構造
• 複雑な内部形状
• 格子構造
• ダクト
• 一体化された複数部品

などの製作に適しています。

3．機能試作に向いている

SLSでは、ナイロン系材料などを使用することで、比較的強度や耐久性に優れた造形品を製作できます。

そのため、単なるデザイン確認だけでなく、

• 組み立て確認
• 可動確認
• 強度確認
• 機能確認
• 実使用に近い評価

などを行うための試作品に適しています。

4．小ロット生産に活用できる

SLSは、金型を必要としないため、射出成形と比較して初期費用を抑えやすいという特徴があります。

そのため、

• 少量生産
• 小ロット生産
• 多品種少量生産
• カスタム部品
• 補修部品

などに利用されることがあります。

5．複数部品を効率よく配置できる

SLSではサポート材が不要なため、造形エリア内に複数の部品を効率よく配置できます。

そのため、同じ部品を複数個製作する場合や、異なる部品をまとめて製造する場合にも適しています。

これを一般にネスティングと呼びます。

造形エリア内に部品を効率よく配置することで、材料や造形スペースを有効活用できます。

1．表面がザラザラしやすい

SLSは粉末材料を焼結して造形するため、光造形などと比較すると表面に粉末由来のザラつきが残りやすい傾向があります。

そのため、滑らかな外観が必要な場合は、

• 研磨
• ブラスト
• コーティング
• 塗装

などの後加工が必要になる場合があります。

2．高精細な外観モデルには不向きな場合がある

SLSは機能試作や強度を必要とする部品には適していますが、非常に滑らかな表面や光沢感を重視するデザインモデルでは、SLAやDLPなどの光造形方式が適する場合があります。

3．造形後に粉末除去が必要

造形後には、未焼結粉末を除去する必要があります。

複雑な内部構造を持つ部品では、内部に残った粉末を完全に取り除くことが難しい場合があります。

そのため、粉末排出用の穴などを設計段階で考慮することが重要です。

4．材料の再利用には注意が必要

SLSでは造形に使用しなかった粉末材料が大量に残ります。

材料によっては再利用できる場合がありますが、熱履歴などによって材料特性が変化する可能性があるため、再利用率や混合条件などを管理する必要があります。

5．造形時に熱管理が必要

SLSでは、粉末材料をレーザーによって焼結するため、造形中の温度管理が重要です。

造形条件や冷却条件によって、

• 反り
• 変形
• 寸法変化
• 造形品質

などに影響が出る場合があります。

SLSでは、主に粉末状の樹脂材料が使用されます。

ナイロン（PA）

SLSで最も代表的な材料の一つです。

強度と耐久性のバランスが良く、機能試作や部品製作など幅広い用途に使用されます。

代表的な材料として、

• PA11
• PA12

などがあります。

PA12

寸法安定性や強度のバランスに優れ、試作品や機能部品などに広く使用されています。

PA11

PA12と比較して、靭性や柔軟性を重視する用途に適する場合があります。

ガラスビーズ・ガラス繊維入りナイロン

ナイロンにガラス系材料を配合することで、剛性や耐熱性などを高めた材料です。

治具や機能部品などに使用されることがあります。

アルミ入り・特殊複合材料

用途によっては、金属系材料や特殊フィラーを含む粉末材料が使用されることもあります。

ただし、材料によって造形方式や後処理方法が異なるため、製造条件を確認する必要があります。

SLSは、光硬化性樹脂を使用するSLAやDLP、熱可塑性樹脂を溶かして積層するFDMなどとは、材料と造形原理が大きく異なります。

SLSとSLAは、どちらも3Dプリント技術ですが、造形原理が大きく異なります。

SLA

液体状の光硬化性樹脂に光を照射して硬化させます。

得意なこと

• 高精細
• 滑らかな表面
• デザインモデル
• 精密模型
• 透明モデル

SLS

粉末状の樹脂をレーザーで焼結します。

得意なこと

• 強度を必要とする部品
• 機能試作
• 複雑形状
• サポート不要の造形
• 小ロット生産

簡単に整理すると、

見た目・精細さを重視
→ SLA

強度・機能性・複雑形状を重視
→ SLS

という選択が一つの目安になります。

SLSとMJFは、どちらも粉末状の樹脂材料を使用し、サポート材を基本的に必要としない3Dプリント方式です。

ただし、造形方法が異なります。

SLS

レーザーを使用して粉末を選択的に焼結します。

MJF

薬剤を粉末材料に塗布し、その後熱を加えることで材料を結合させます。

SLSはレーザーによる選択的な焼結、MJFは薬剤と熱を利用した造形という違いがあります。

どちらが優れているかは、製品のサイズ、数量、材料、必要な精度、納期などによって異なります。

SLS方式は、次のような用途に適しています。

機能試作品

実際に組み立てたり、動かしたりする試作品の製作に適しています。

機械部品

強度や耐久性が必要な部品の試作に利用できます。

治具・工具

製造現場で使用する治具や工具などの製作に活用されます。

筐体・カバー

電子機器や機械部品の筐体やカバーなどにも利用できます。

ダクト・流路部品

複雑な形状を一体成形できるため、ダクトや流路部品などの試作にも適しています。

小ロット生産

金型を使用せずに製作できるため、少量生産や多品種少量生産に活用できます。

カスタム部品

個別仕様に合わせたカスタム部品や補修部品などにも利用できます。

SLS方式では、装置の性能だけでなく、材料、造形条件、3Dデータ設計、配置方法などが品質に影響します。

1．肉厚を適切に設定する

薄すぎる形状は、造形中の熱や収縮の影響を受けやすくなります。

用途に応じた適切な肉厚を設定することが重要です。

2．粉末排出を考慮する

中空構造や内部流路を持つ部品では、未焼結粉末を外部へ排出できるように設計する必要があります。

粉末排出用の穴を設けることで、内部に粉末が残ることを防ぎやすくなります。

3．造形方向・配置を検討する

SLSはサポート材が基本的に不要ですが、造形方向や配置によって、

• 寸法精度
• 反り
• 表面品質
• 強度

などが変化する場合があります。

4．材料を選択する

PA11、PA12など、用途に応じて材料を選択します。

強度、靭性、耐熱性、寸法安定性などを考慮して選択することが重要です。

5．後加工を検討する

SLSは造形後の表面が比較的ザラつきやすいため、用途によっては後加工を行います。

例えば、

• ブラスト
• 研磨
• 染色
• 塗装
• コーティング

などがあります。

特にナイロン系のSLS造形品は、染色によって黒色などの色を付ける仕上げも可能です。

SLS方式で3Dプリントを依頼する場合、一般的には3D CADデータや3Dプリント用の3Dデータを使用します。

代表的なファイル形式には、

• STL
• STEP
• 3DM
• OBJ

などがあります。

ただし、3Dプリントではデータ形式だけでなく、モデルの形状自体が重要です。

例えば、

• 肉厚が薄すぎる
• 穴が小さすぎる
• 内部に粉末が閉じ込められる
• 形状が破損している
• 面が閉じていない

などの場合、造形条件の変更やデータ修正が必要になることがあります。

3Dデータがない場合でも、

• 図面から3Dデータを作成
• 現物を3Dスキャン
• 既存部品から形状を再現
• リバースエンジニアリング

などによって3Dデータを準備できる場合があります。

Q．SLSとは何ですか？

A．SLSとは「Selective Laser Sintering」の略称で、日本語では「選択的レーザー焼結法」と呼ばれます。粉末状の材料にレーザーを照射して焼結させ、一層ずつ積層して立体物を作る3Dプリント方式です。

Q．SLSは何を材料に使いますか？

A．主にナイロンなどの樹脂粉末を使用します。代表的な材料にはPA11やPA12があります。

Q．SLSはサポート材が必要ですか？

A．基本的には必要ありません。未焼結の粉末が造形物を支えるため、サポート材なしで複雑な形状を造形できます。

Q．SLSは強度がありますか？

A．材料や造形条件によりますが、ナイロン系材料を使用したSLS造形品は、機能試作や部品などに利用できる強度や耐久性を持つ場合があります。

Q．SLSの表面は滑らかですか？

A．SLSは粉末材料を焼結するため、光造形方式と比較すると表面がザラつきやすい傾向があります。必要に応じてブラスト、研磨、塗装、コーティングなどの後加工を行います。

Q．SLSで中空構造は作れますか？

A．はい。SLSはサポート材を基本的に必要としないため、中空構造や複雑な内部形状を持つ部品の製作に適しています。ただし、内部の未焼結粉末を排出するための穴などを設計する必要があります。

Q．SLSとMJFの違いは何ですか？

A．SLSはレーザーで粉末を選択的に焼結する方式です。一方、MJFは薬剤を粉末に塗布し、熱を加えて材料を結合させる方式です。どちらも粉末材料を使用し、基本的にサポート材を必要としない点が共通しています。

Q．SLSとSLAはどちらが良いですか？

A．用途によって異なります。高精細な造形や滑らかな表面を重視する場合はSLA、強度や機能性、複雑な形状、サポート不要の造形を重視する場合はSLSが適している場合があります。

Q．SLSは量産できますか？

A．SLSは金型を必要としないため、小ロット生産や多品種少量生産に適しています。数量が増えた場合でも、造形エリアを効率よく使用できるため、生産方法の一つとして検討できます。ただし、大量生産では射出成形などが適する場合があります。

Q．SLSで作った部品はそのまま使用できますか？

A．用途によります。SLS造形品は機能試作や実用部品に使用されることがありますが、用途によっては表面処理、染色、塗装、コーティングなどの後加工が必要です。

Q．SLSでカラーの部品を作れますか？

A．SLSの造形材料や後加工によって異なります。ナイロン系造形品では、染色や塗装によって着色する方法があります。

Q．3DデータがなくてもSLSで製作できますか？

A．3Dデータがない場合でも、図面や現物をもとに3Dデータを作成することで製作できる場合があります。3Dデータ作成からSLS造形、後加工まで対応できる製作会社に相談する方法があります。

SLSとは、粉末状の材料にレーザーを選択的に照射して焼結させ、一層ずつ積み重ねて立体物を作る3Dプリント方式です。

主にナイロンなどの樹脂粉末を使用し、

• 機能試作品
• 機械部品
• 治具
• 筐体
• ダクト
• 複雑形状部品
• 小ロット生産
• カスタム部品

など、実用性や機能性が求められる製品の製作に活用されています。

SLSの最大の特徴は、未焼結の粉末が造形物を支えるため、基本的にサポート材を必要としないことです。

これにより、複雑な形状や中空構造、入り組んだデザインなどを効率よく造形できます。

一方で、粉末由来のザラつきが残りやすいことや、造形後の粉末除去が必要になることなどの注意点もあります。

そのため、SLSによる3Dプリントでは、**「材料」「形状」「粉末排出」「造形条件」「後加工」**までを総合的に考えることが重要です。

アリエルでは、SLSをはじめとする各種3Dプリント技術を活用し、3Dデータ作成、機能試作、精密部品、治具、小ロット生産、表面処理、染色、塗装など、お客様の目的や用途に合わせた製作方法をご提案しています。

**「SLSで強度のある試作品を作りたい」「複雑な形状をサポート材なしで造形したい」「ナイロン製の機能部品を作りたい」「小ロットで部品を製作したい」「3Dデータがない」**など、3Dプリントに関するご相談がありましたら、お気軽にお問い合わせください。

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