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1分で分かる!3Dプリンターの基礎知識!できることやおすすめ3Dプリンターを解説

3Dプリンターの活躍の場は、徐々に広がってきています。ここでは、3Dプリンターに関する基本的な知識や、活用事例などについて分かりやすく説明していきます。さらに、初心者におすすめの3Dプリンターも紹介していくため、参考にしてみてください。

3Dプリンターとは?

3Dプリンターとは、3DCADで設計されたデータを元に、立体モデルを制作していく機械のことを指しています。2次元の非常に薄い層を一枚ずつ積み上げていき、立体にしていくのです。樹脂を使う場合が多いですが、技術の進歩によって、金属やセラミックなど、様々な材料を使って立体が造形できるようになりました。また、最初の頃は製造業が中心でしたが、建築や医療など様々な分野で活用されはじめています。

3Dプリンターはいくつかの種類に分類できます。一つ目は熱溶解積層方式で、FDM方式とも言われています。多くのものは樹脂を材料としていますが、金属に対応できるタイプも登場するようになりました。材料を熱で溶かし、ノズルから押し出しながら積み重ねていく方という法で、立体造形を行っています。家庭用のものから業務用のものまで、幅広いラインナップを持っていることも、この方式の特長と言えるでしょう。

二つ目は、粉末焼結積層造形方式です。SLS(Selective Laser Sintering)方式とも呼ばれています。高精細で、複雑な造形も可能な方式ととして知られています。まずは、粉末状の材料を薄く敷きつめ、レーザーなどを使って溶かし固めていきます。その上にさらに材料を敷きつめ、溶かし固めるという作業を繰り返し行っていくのです。なお、材料には、専用のものが必要になります。

その他には、光造形方式という種類もあります。SLA(Stereo Lithography Apparatus)方式とも言います。紫外線を使って液体樹脂を少しずつ硬化させ、積み重ねていくという、3Dプリンターの歴史の中で最も古い方式です。なお、専用の材料が必要で、光硬化タイプのものが使われています。

四つ目に挙げるのは、インクジェット方式です。インクジェットプリンターのインク部分を、紫外線硬化性を持つ樹脂にしたものと言えるでしょう。インクジェットのヘッドから専用の樹脂を噴射し、紫外線を使いながら硬化させていきます。また、インクジェット粉末積層方式というものもあります。ヘッドから着色剤や接着剤を噴射し、石膏粉末を硬化させていく方法です。

3Dプリンターで何ができるのか

3Dプリンターができることはとても多く、業界を問わず様々なシーンで活躍が期待されています。

試作

3Dプリンターを使えば、簡単に試作をつくれるようになります。実際に手に取って細かい部分まで確認したり、デザインの確認をすることも可能になります。構造や動作のチェックにも役立つでしょう。特に機械部品においては、パーツの篏合などの確認作業にも利用できるため、大きな注目を集めています。また、試作の際の工期短縮、コスト削減につながる点も、メリットのひとつとして挙げらるでしょう。製品開発サイクルのスピードアップも期待できます。さらに、視覚的な訴求力が極めて高いため、デザインのプレゼンテーションにおいてもメリットがあります。イラストなどで伝えるよりも、もっと強くアピールできるでしょう。

型は、製造業において欠かせない存在です。強度の高い材料を使って3Dプリンターを使えば、量産用原型や型を造形することもできます。

治工具

治工具とは、製造における様々な工程において、加工や組み立て、検査などをサポートする補助工具のことを指します。3Dプリンターを使えば、これらの治工具を造形することも可能になります。製作期間の短縮やコスト削減にもつながるでしょう。

フィギュアや記念品などの最終製品

一点ものや、少量生産品などの最終製品も、3Dプリンターを使えば型が不要なため、短期間で造形することが可能になります。3Dプリンターは量産よりも少量生産に向いています。オリジナルのフィギュアや記念品の造形など、様々な場面で活躍が期待できるでしょう。

建築模型

建築業界では、模型を製作し、空間の確認や構造の確認を行っていくことがあります。また、プレゼンテーションの場面で使われることも少なくありません。しかし、模型には多くの時間と労力が必要です。3Dプリンターがあれば、短い期間で忠実に再現することができるようになります。

3Dプリンターの企業活用事例

企業では様々な分野で導入が進んでいます。その活用事例を見れば、改めて3Dプリンターの可能性を感じることができるでしょう。トヨタ自動車では、「GRヘルテージパーツ」というプロジェクトに3Dプリンターを導入しています。これは、思い出の詰まった愛車に乗り続けたいというユーザーの声に応えたプロジェクトです。しかし一方で、復刻部品の製造、販売において、生産体制をどう築くのかは企業側にとって大きな問題でもありました。トヨタ自動車は、3Dプリンターを導入することでこの問題を解決しています。

電子機器用筐体のメーカーである株式会社タカチ電機工業も、3Dプリンターの導入で成功した企業の一つです。新しい製品を手掛ける際には、試作品の製作が欠かせません。一方で、それには多くのコストや時間が必要で、改善が期待されていました。そこで、3Dプリンターを導入したのです。外注に依頼していた時には、試作モデルをつくるのに1~2週間程度かかっていましたが、3Dプリンターでは数時間から1日程度あれば可能になりました。時間とコストを大幅に削減できるようになったのです。

家庭でできる3Dプリンターでのものづくり

3Dプリンターは、家庭でも様々な活用方法が考えられます。オリジナルの作品も、簡単に立体的な形にすることができるでしょう。模型やフィギュアは、数ある活用方法の中でも最もよく知られているものではないでしょうか。趣味の世界をさらに充実させ、堪能できるようになるでしょう。また、キーホルダーなどの雑貨やアクセサリーなども簡単につくれます。子どもの描いた絵を使ったり、旅先で見つけたり草花をかたどったものにしたり、オリジナリティ溢れる作品づくりが楽しめるでしょう。その他にも、花瓶やケースなど、3Dプリンターを使って造形できるものには多種多様なものが考えられます。なにより、「次は何をつくろう」と考えるワクワク感を味わえるのではないでしょうか。

初心者におすすめの3Dプリンター

ここでは、初心者におおすすめな3Dプリンターを紹介していきます。

XYZプリンティングダヴィンチmini w+

本体のサイズはW378×D280×H355です。重さも7.7キロと比較的軽いため、持ち運びもしやすいでしょう。Wi-Fi接続も可能になっており、遠隔操作で印刷することもできます。造形可能なサイズは最大W150×D150×H150のため、様々な使い方が期待できるでしょう。また、この機種にはオートキャリアブレーション機能がついており、自動的に水平調整が行えるという特徴もあります。

Ninjabotニンジャボット・コペン

3Dプリンターに触れるのが初めてという場合におすすめの製品です。本体のサイズはW188×D188×H198ととてもコンパクトで、重さも1.5キロのため、持ち運びも簡単です。日本語表記のソフトウェアを搭載しており、初心者にとっても安心。最大造形サイズはW84×D104×H110のため、小さなサイズの造形を行いたい時に向いている3Dプリンターと言えるでしょう。

3Dプリンターの基礎を学んで挑戦しよう

3Dプリンターは、ものづくりにおける革新的な技術とも言えます。その歴史はまだ浅く、今後ますますその活躍の場が広まっていくことが予想されます。実際に3Dプリンターに触れて、様々な可能性を感じてみてはいかがでしょうか。

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