3Dプリンターができること

3Dプリンターを導入すると、「コストや時間が削減できる」という話をよく聞きます。
“なぜ削減できるのか?”3Dプリンターの仕組みから魅力を説明します。

3Dプリンターとは?

通常の用紙に平面的に印刷するプリンターに対し、3Dプリンターは、3Dデータを元に一層一層、樹脂や金属などの材料を少しづつ「積層」しながら、まさに「立体物を印刷する」装置です。

  1. 3Dデータ

    図:3Dデータ
  2. 3Dプリンター

    図:3Dプリンター
  3. 造形物

    図:造形物

3Dプリンターができること

製品試作や医療用の術前検討モデル、建築・建設模型など、さまざまな業界で幅広く使用されています。

  • 試作(モックアップ)

    写真:試作(モックアップ)
    大きな画像をみる

    製品を手に持って感覚を確認したり、外観イメージや構造の確認に使用できます。デザインプレゼンテーションのシーンでの活用もお勧めできます。

  • 写真:型
    大きな画像をみる

    小ロットの量産品のマスター(原型)や型に利用できます。

  • 機構確認

    写真:機構確認
    大きな画像をみる

    可動域のある製品の動作検証・確認や、パーツの嵌合(かんごう)などの確認に利用できます。機械部品などのさまざまな試作に利用可能です。

  • 医療モデル

    写真:医療モデル
    大きな画像をみる

    医療用のモデルや、義足や人工骨、インプラント、補聴器などの作成に活用されています。3Dスキャン、MRI、CTスキャンとともに利用することで、お客さまごとに合わせたオーダーメードの医療器具を作成することができます。

  • 建築・建設模型

    写真:建築・建設模型
    大きな画像をみる

    都営景観や建築物の完成見本に利用する他、建築物の躯体(くたい)の構造確認に使用されることもあります。個別にパーツを造形し。組み上げるなど、設計段階からの活用も可能です。

  • 治工具

    写真:治工具
    大きな画像をみる

    切削加工にも匹敵する精度と微細性により、冶工具を一度に同じ精度で造形可能となり、製作期間も大きく短縮することが可能です。

  • フィギュア・記念品・オーナメント

    写真:フィギュア・記念品・オーナメント
    大きな画像をみる

    写真を立体出力するなどの記念品の作成や、3Dスキャンした人物を出力してオリジナルのフィギュアを作成するなど、3Dプリンターを使った新しいビジネスが展開されています。

3Dプリンターがもたらす5つのメリット

3Dプリンターの導入で、試作工程の効率が向上し、製品開発がスピードアップ。さらに、今まで実現できなかった形状が製造可能になり、製品の幅も広がります。

開発期間とコストの削減

開発期間とコストの削減

外注に依頼している試作を内製化することで、試作工数と試作コストの削減を実現できます。
新アイデアの創出

新アイデアの創出

思いついたデザインをすべて造形することで、よりよいアイデアの創出が可能になります。
設計品質の向上

設計品質の向上

手軽に造形できるため、画面だけではわからなかった、細かい形状や動きの確認が容易になり、品質の向上に
つながります。立体レビューにより部門を超えた確認も可能になり、社内のコミュニケーションが向上します。
セキュリティの確保

セキュリティーの確保

内製化により外部にデータを持ち出す必要がなくなるため、セキュリティーの向上につながります。
今までにない形状で実製品化まで

今までにない形状で実製品化まで

今まで実現できなかった形状が3Dプリンターで実現可能になります。試作だけでなく、実製品まで新しい形状での造形ができ、商品開発の幅が広がります。

3Dプリンターの導入で、製品開発の効率性や自由度が大きく向上します。

造形物ができるまで

3Dプリンターによる造形物は、石膏や樹脂や金属などの材料を一層一層、積層しながら作られていきます。
材料や造形方式によって、層の作り方やサポート材の必要性、後処理工程に違いがあります。

インクジェット方式の場合

インクジェット方式は、紫外線硬化樹脂を非常に薄いレイヤー状にして平らなプラットホーム上に造形します。パーツを造形するのと同時に支えとなるワックスを出力します。 各レイヤーは紫外線ランプが 当たることで固まります。このプロセスは造形物が完成するまでレイヤー毎に繰り返されます。

この方式の製品
写真:インクジェット方式の造形物
  1. 3DCADデータ作成

    1. 1.3DCADデータ作成(3DCADソフトで、3DCADデータを作成します。)
    2. 2.3Dプリンター印刷用ファイル形式へ書出し
    3. 3.3Dプリンター印刷前データ事前確認、補正(必要に応じて補正・修正ソフトでデータを修正します。左記画面は、Materialise社製の「Magics」の画面です。/1.ファイル修正、2.高度なデータ補正、3.複数造形データの最適配置)
  2. 3Dプリンター

    1. 4.標準添付の3DPrintより印刷実行
    2. 5.3Dプリンターで造形
    3. 6.造形完了(サポート材付着)
  3. 後処理工程

    1. 7.冷却(プラットフォームから剥がすために、30分程度冷却)
    2. 8.サポート材除去処理
    3. 9.サポート材洗浄処理(※細かいサポート材を除去するために、サラダ油で洗浄)
    4. 10.洗浄(※サラダ油を除去するために、中性洗剤で洗浄) / 11.完成

3Dプリンターをまだお使いでない方へ
3DCADソフトのご紹介

造形方式と選び方

数種類の方式があり、方式ごとに使える材料や造形物の特性は異なります。
3Dプリンターの導入を検討される際にはまず、どの造形方式が目的の用途に適しているのかが重要です。

産業用途⇔ホビー用途

造形方式 材料 特徴
金属積層造形 金属粉末 平らに敷いた微細な金属粉末にレーザーを照射し一層ずつ焼結させ、この工程を繰り返すことで3次元造形する方式。
樹脂粉末造形 樹脂粉末 平らに敷いた微細な樹脂粉末に、レーザーを照射し一層ずつ焼結させ、この工程を繰り返すことで3次元造形する方式。
光造形
Form 2はこちら
UV硬化型プラスチック VAT(バット)内に満たされた紫外線硬化型樹脂の液面に、紫外線レーザーを照射し、
一層ずつ硬化させ、重ね合わせ、3次元造形する方式。
インクジェット
ProJet MJP 3600シリーズはこちら
UV硬化型アクリル樹脂 紫外線硬化性の樹脂をインクジェットヘッドから吐出し、
UV(紫外線)で硬化させて積層する方式。
インクジェット粉末積層
ProJet CJP x60シリーズはこちら
石膏・プラスチックパウダー・カラー プラットホームに薄いパウダーの層を敷き、
プリントヘッドが薄く敷かれたパウダーの上にインク&のりを塗布し、固めて積層する方式。
熱溶解積層
L-DEVOシリーズはこちら
熱溶解性樹脂 プリンターヘッドが動き溶けた樹脂(ABS樹脂やPLA樹脂など)を押し出しながら積層する方式。