3Dプリンターとは

自己紹介

本内容を確認したい方は、次項からお読みください。

今回、記事を書かせていただく担当のSTです。
3Dプリンターの面白さや造形の仕組み、メリット・デメリットについてまとめさせていただきます。

まずは、簡単な自己紹介から。

入社から5年弱、和信産業の主事業である「法人向け材料販売」の営業として働いていました。業務内容は「お客様」に対しての「訪問営業」「注文対応」「仕入れ業務」「問題対応」など、多岐に亘ります。

5年目の年末に部署異動が決まり、現在の部署へ移りました。
現在、5年間で経験した図面知識を活かしつつ、3Dモデルの製作や3Dプリント製品の営業を行っています。

3Dプリンターについて

さっそく、3Dプリンターではどのようなことが可能なのか、簡単に説明していきます。

3Dプリンターでは”立体的かつ複雑構造”を”一体物”として作成することが可能です。長い間2D(2次元)平面図が物作りで使用されてきましたが、近年3D(3次元)データを使用するようになり、その3Dデータをそのまま立体物として出力することができます。

極端な表現となりますが、「紙を順番に15~20回折って折り鶴をつくる」が「折られた状態の折り鶴を1回でつくる」となったイメージです。「折るための手順を学ぶ・折るために時間を使う」などの工程を一気に省略することが可能となるのです。

最近では、建築技術(スペインのサグラダ・ファミリア)などにも使用され話題になりました。そんな画期的技術の3Dプリンターですが、実際にはどんなものがあるか、次に説明していきます。

3Dプリントの出力方式 

まずは、どういった出力方式があるのか、簡単にまとめます。
自分が購入した、又は購入を検討している物がどの方式か、把握しておくと良いでしょう。

---

方式	出力方法	材料
FDM／FFF方式	熱で溶かした樹脂フィラメントを ノズルから積み重ねる方式	PLA、ABS、PETG、ナイロン、PCなどの樹脂フィラメント
SLA／DLP／MSLA方式	液体レジンを紫外線で硬化させる方式	UV硬化レジン。 標準、靭性、耐熱、透明、歯科用、鋳造用など
SLS方式	樹脂粉末をレーザーで焼結する 粉末床方式	ナイロン、ナイロン複合材、 TPU系、ガラス入りナイロンなど
MJF方式	ナイロン粉末に融着剤などを吹き付け、熱で固める方式	主にナイロン系粉末。 PA12、PA11、TPU系など
金属PBF方式／ SLM・DMLS・EBM	金属粉末をレーザーまたは 電子ビームで溶融・焼結する方式	ステンレス、チタン、アルミ、 コバルトクロム、銅、ニッケル合金など

---

このように出力には種類があり、対応する材料も変わってきます。
材質を何にしたいか決めてから出力方式を決める、そういった考え方も場合によっては必要になります。

また、出力方式や材質によって「出力する時間に差が出る」というのも留意しておきましょう。

 

使用できる材料について

前述しました通り、3Dプリンターは出力方式によって使用できる材料が変わります。

たとえば、家庭用や個人向けでよく使われるFDM／FFF方式では、PLAやABS、PETGといった樹脂材料が多く使用されます。
PLAは扱いやすく、初心者でも比較的きれいに出力しやすい材料です。ABSは強度や耐熱性に優れていますが、反りやすい特徴があります。PETGは強度と扱いやすさのバランスが良く、実用品にも向いています。

一方、SLAやMSLA方式では、液体レジンを使って細かい造形を行います。
フィギュアやアクセサリー、精密な部品など、細部まできれいに表現したい場合に向いています。

さらに、産業用では金属粉末を使った金属3Dプリントもあります。
金属部品や試作品、医療分野、航空・自動車分野などでも活用されており、3Dプリンターは趣味だけでなく、ものづくりの現場でも利用され始めています。

和信産業 株式会社にある3Dプリンターは、この金属粉末を使用するタイプです。
ステンレス粉末を使用して造形を行うため、頑丈で腐食にも強い物が出来上がります。

メリットとデメリット

3Dプリンターの大きなメリットは、自分の考えた形を実際に立体物として作れる点です。

通常、物を作るには金型や専用工具が必要になる場合がありますが、3Dプリンターでは3Dデータさえあれば、比較的少ない準備で造形を始めることができます。そのため、試作品を作ったり、部品の形状確認をしたり、オリジナル製品を作ったりする場面にとても向いています。

また、複雑な形状を一体物として作れることも魅力です。内部に空洞がある形、曲線が多い形、通常の加工では作りにくい形も、3Dプリンターなら再現できる可能性があります。

しかし、デメリットももちろんあります。
単純な製造方法に比べ出力時間がかかることが多く、大きな物や細かい物ほど完成までに長時間必要になります。また、出力後にサポート材の除去、表面処理、塗装などの仕上げ作業が必要になる場合が多いです。

さらに、材料や方式によっては強度や耐熱性に限界があるため、すべての用途に使えるわけではありません。
便利な技術ではありますが、「何を作るか」「どの程度の強度が必要か」を考えて使うことが重要です。

 

まとめ

3Dプリンターは、3Dデータをもとに複雑な形状を一体物として造形できる画期的な技術です。
出力方式や材料によって特徴が異なるため、作りたい物や用途に合わせて選ぶことが大切です。

時間や仕上げ作業が必要になる場合もありますが、試作や部品製作など、個人・企業共にものづくりの可能性を広げる技術といえます。

実際の出力品の写真や様子がほかの記事にありますので、興味がありましたらぜひ製作事例をご確認ください。

記事作成者

営業ST
2021年入社

3Dプリンタ歴　半年
3D-CAD歴　半年
3D-CG歴　半年

もっと多くの人に「金属の3Dプリンターなんてあるの！？」と知っていただきたい。
趣味はサバイバルゲームを少しだけ。
今後とも、よろしくお願いします。