3Dプリンター

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3Dプリンターの一例

3Dプリンター英語: 3D printer)とは、通常の紙に平面的に印刷するプリンターに対して、3DCAD3DCGデータを元に立体(3次元のオブジェクト)を造形するデバイスを指す。通常は積層造形法によるものを指し、切削造形法によるものは3Dプロッター: 3D plotter)と呼ぶ。3次元のオブジェクトを造形することを、3Dプリンティング(三次元造形、: 3D printing)と呼ぶ。

製造手法[編集]

3Dプリンター

3次元造形機(ラピッドプロトタイピング)の中でも小型かつ低価格で後処理が少ない装置を示す。メーカーによって多少の違いはあるが、基本的な仕組みは、コンピュータ上で作った3Dデータを設計図として、断面形状を積層していくことで立体物を作成する。液状の樹脂に紫外線などを照射し少しずつ硬化させていくインクジェット方式、熱で融解した樹脂を少しずつ積み重ねていくFDM方式(Fused Deposition Modeling,熱溶解積層法)、粉末の樹脂に接着剤を吹きつけていく粉末固着方式などの方法がある。

用途[編集]

現在、製造業を中心に建築医療教育・先端研究など幅広い分野で普及している。用途は業界によって様々である。製造分野では製品や部品などの「デザイン検討」「機能検証」などの試作やモックアップとして、建築分野ではコンペやプレゼン用の「建築模型」として、医療分野ではコンピュータ断層撮影核磁気共鳴画像法などのデータを元にした「術前検討用モデル」として、教育分野では「モノづくり教育のツール」として、先端研究分野ではそれぞれの研究用途に合わせた「テストパーツ」「治具」などの作成用途で使用されている。

3Dプリンターの使用用途としては、実際に製品を作る前にそれぞれの部品を3Dプリンターで出力できるサイズに縮小して出力して、デザインの検証・機能検証などの試作に使われることが多い。大手建設会社では建物の模型を3Dプリンターで出力して客に説明する際に使われている。これまでは安くても数百万円するため主に企業など事業所で導入されていたが、基本特許が切れたのに伴って数万円~数十万円のものが発売され始めたため、個人や家庭でも導入されつつある。この3Dプリンターを使用するメリットとしては、安いものでは1cm2あたり20円という安価(メーカーによって多少のばらつきはある:但し溶融物堆積法。)で試作できる、今までパソコンの画面上でしか見ることができなかったものが、実際に手に取ることができるため、完成したときのイメージが非常にしやすくなる、などが挙げられる。完成したときのイメージがしやすいということは、実際に製作している過程でも、完成形のイメージがしやすいため製作者に迷いが生じにくいということを意味し、作業効率の向上にも繋がりうる。

また、3Dプリンタは物を作る方法の一つとして、従来からある金型を作っての成形や切削による造形を比較されることが多い為、それに比較すると、3Dプリンタは、コスト及び時間の面で、少数(一つ一つが異なる形状のもの)を作る時に良いとされる。

作る造形物という意味では、

  • 切削では削ることの出来なかった中空形状・複雑な内部形状も3Dプリンターであれば造形が可能
  • 部品を製造するのではなく、一体化された所謂アセンブリされた状態を一度で造形する
  • 複数の異なる材料を使用しての一体造形が可能。
  • 誰が何個作っても毎回同じ物が出来る。
  • 複数のモデルを一度に作ることが出来る。

操作という意味では、

  • 操作者の技術力に依存しない。
  • 機器の取り扱いが容易。造形に人手をあまり要さない。

という特徴を持つ。

昨今では、精細度が良いだけでなく、ラバー(ゴム)系の材料が使えたり、複数の物性の異なる材料を混ぜながら造形が出来たり、カラーの造形が出来る3Dプリンタも出て来ている為、用途の幅も広がりつつある。

機種[編集]

CandyFab。積層材料に砂糖を使用した、食べられる3Dプリンター

主な機種には次のものがある[1]

  • 液体のアクリル系樹脂を噴射し、紫外線で硬化させるインクジェット方式のストラタシス社OBJETシリーズ
  • ABS樹脂やポリカーボネイトを使用した熱溶解積層法方式のストラタシス社Fortus/Dimension/uPrint/Mojoシリーズ
  • 石膏粉末を使用した粉末固着方式Z社のZシリーズ

比較的安価なものとしては次のものなどがある。

  • Blade-1
  • Cube3D
  • Lunavast
  • MakerBot Replicator
  • MakiBox
  • Solidoodle

その他[編集]

2005年5月19日(日本では7月9日)に劇場公開された映画『スター・ウォーズ エピソード3/シスの復讐』で使用されたダース・ベイダーのマスクの試作品作成に、日本の3Dプロッタ機器製造販売会社ローランド ディー. ジー.の3Dプロッタ「MDX‐20」が使用された。

脚注[編集]

  1. ^ ウォーラーズ・アソシエイト社(Wohlers Associates, Inc.)が発行する業界動向と市場占有率などに関する年1回発行のレポート「Wohlers Reportウォーラーズ レポート」によると、上記3社で業界シェアの80%以上を占める。特に、ストラタシス社のDimension/uPrintシリーズの業界シェアが約50%と高く、事実上の業界標準となっている。

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]