3Dプリンターってどんなものなの3Dプリンターを使う利点と造形の種類について解説

Flashforgeより引用

今回紹介していくのは3Dプリンターについてです。

私は、今まで3Dプリンターについての記事を書いていませんでしたが、この度、3Dプリンターの購入を検討しておりその時に身につけた内容などをお伝えしたいと思いこの記事を書いています。

今後、3Dプリンターを購入したらその3Dプリンターについての記事についても書いていきたいと思っています。

この記事では主に3Dプリンターとはどんなものでどのようなことができるのか、そしてそれぞれ特徴のある造形方式について解説していこうと思います。

目次
  • 3Dプリンターでできること
  • 全ての3Dプリンターに共通すること
  • 3Dプリンターを使うメリット
    • 試作品製作費用を削減
    • 試作品入手までの時間を短縮
    • たくさんの種類の材料が使える
  • どんな人に合っているのか
  • 3Dプリンターの造形の種類とは
    • 熱溶解積層方式
    • 光造形方式
    • 粉末固着造形
  • お勧めの3Dプリンター
    • Adventurer3（熱溶解造形方式）
    • elegoo mars（光造形方式）

3Dプリンターでできること

スミソニアン展示会Webより引用


3Dプリンターでできることはズバリ、3次元のものが作成できます。名前の通りです。通常のプリンターは紙の縦横にしか印刷できませんが、3Dプリンターは縦方向に向かっても印刷することが可能なので立体的なものを作ることができます。

また、3Dプリンターでは素材の切断や組み立てでは難しい、細かな形を造形することもできるので便利です。

試作品など発注すると高くつきまた、手元に来るまで時間がかかるものでも安価に生産でき短い時間で試作品を手に入れることが可能です。

全ての3Dプリンターに共通すること

3Dプリンターにはたくさんの種類があり、またその種類によって造形物の作り方に違いができます。ですが、3Dプリンターでは造形方式にかかわらず共通する点があります。

それは、どの3Dプリンターも印刷の際に層を重ねて印刷していると言う点です。3Dプリンターは樹脂などの材料を上に少しずつ重ねていくことで形を作っています。3Dプリンターの造形の綺麗さはこの層の積み重ねの精度や積み重ねていく厚さなどが関わってきます。

3Dプリンターを使うメリット

3Dプリンターを使うメリットは3Dプリンターでできることで説明したように、試作品に関わるメリットが多くあります。

試作品製作の費用を削減できる

まず、3Dプリンターを用いいることで得られる大きなメリットは序盤に説明したように、試作品等の制作を発注するより安いという点です。

試作品の造形をしてくれるような会社はその製作に手数料や送料などを上乗せしてくるため高くつきます。試作品の受注を受けた会社も利益を出さないといけないので当然自分で作るよりも高くなってしまいます。

そのため、材料と本体代しかかからない3Dプリンターは試作品作成を多くする場合とても便利と言えます。

試作品入手までの時間を削減できる

試作品入手までの時間が短くて済むのも3Dプリンターのメリットと言えると思います。試作品作成を他の会社に発注すると出来上がり後発送され届くまでに時間がかかります。

3Dプリンターを持っていれば、造形物を自分で作るので発送にかかる時間がなくなるため時間の節約ができ、業務効率化が図れます。

たくさんの種類の材料が使える

3Dプリンターのほとんどは樹脂のものが多いですが、樹脂は樹脂でもたくさんの種類があり柔軟性のあるものや硬く強度があるものなど、今後生産するものの素材比べなども行えます。

また、最近では樹脂だけでなく金属などの造形を可能にするものも出てきており造形の幅も広がってきています。

どんな人に合っているのか

3Dプリンターを使うべき人は主に部品等の生産をしている人や既存の製品ではないような未知のものを作りたいと思っている人におすすめと言えます。

製造業でも特に部品等の大量生産を行うようなところは一度試作品を作り、問題ないことを確かめてから製造に移る場合があると思います。その際の試作品の製作のコスト削減や時短にはとても良いと思います。

また、既存の製品になようなものを形作るのに型などを作っていたらとても時間がかかります。思ったものがすぐに形になる3Dプリンターは市場にないような製品を自分で作りたい人にはおすすめです。

3Dプリンターの主な造形方式3選

3Dプリンターの造形方式には今から紹介する3つの他にも多くの種類がありますが、家庭用、業務用ともによく使用されるこの3つの造形方式に絞って解説していきます。

熱溶解積層方式

ANYCUBICより引用

まず、3Dプリンターの中で一番多く採用される造形方式がこの熱溶解積層方式です。熱溶解積層方式はFFF方式やFDM方式などと呼ばれています。

この造形方式は名前の通り樹脂を高温度のヘッドで溶かしその溶かした樹脂を積み重ねていくことで造形をしていく方式です。

熱溶解積層方式の3Dプリンターは安価なものが多く、初心者でも始めやすいのが特徴です。

また、材料となる樹脂の価格も他の造形方式に比べると安く済むことも特徴です。

積層の幅は0.1mm〜0.4mmほどのものが多くこの後紹介する光造形方式と比べると積層痕がやや残るのが特徴です。

ですが、大型の造形を可能とするものも多いため光造形ではあまりできない大型の造形物を作る際にはおすすめです。

光造形方式

Elegooより引用

光造形方式は液体状の樹脂を紫外線などの光を当てることによって固めそれを積み重ねていく造形方式です。この造形方式はディスプレイ上で平面を一気に硬化させるため縦横方向が大きくなっても高さ方向が小さければ時間がかからないところが特徴です。

また、積層ピッチが50μmほどで熱溶解積層方式に比べると圧倒的に細かな造形が可能でることがわかります。

しかし、光造形方式は液体状の樹脂をトレイに入れそれに光をあて硬化するという特徴から大きな印刷物に対応した3Dプリンターが少ない傾向にあります。

また、造形された造形物は紫外線により硬化されているため太陽などがよく当たる場所で利用していると黄ばみなどが発生してしまいます。

また、造形後の洗浄も必要なので後処理も大変です。

ですが、印刷精度は抜群に良いため、フィギアなどの造形には良いプリンターです。また、価格も下がってきており中華製のものならまともなもので2万円ほどから手に入ります。

粉末固着造形方式

minsaku.comより引用


粉末固着造形は、3Dプリンターの中でも昔からフルカラー造形が可能であった造形方式の一つです。今までの熱溶解造形方式や光造形方式ではほとんどの機種が単色または2色までの印刷が可能ですが、この造形方式は登場当時からフルカラー造形が可能になっています。

※現在では熱溶解方式などでもフルカラー造形が可能になっています。

この粉末固着方式は、石膏といわれる粉を噴射し接着剤のようなもので固めて造形物を作っています。

そのため、たの造形方式に比べると水などに弱く、もろくなっています。そのため、模型のようなものは作れますが稼働部品の試作品として利用するには少し難しい造形方式になっています。

また、家庭用では粉末固着造形方式はあまりありません。

お勧めの3Dプリンター

ここでは、私が現在購入しようと考えている3Dプリンターのうちお勧めの3Dプリンターを紹介していこうと思います。

今回は、たくさんの種類があるうち熱溶解造形方式、光造形方式から1機種ずつ紹介していきます。

Flashforge Adventurer3

Flashforgeより引用


Adventurer3はFlashforge社から発売されている3Dプリンターで熱溶解造形方式を採用した3Dプリンターです。

このAdventurer3は、造形の状況を監視するカメラ、フィラメント切れ検知機能がついており途中から造形を続けることができます。また、操作にはタッチディスプレイが採用されており直感的な操作が可能です。

また、ビルドエリアにはヒーターが内蔵されておりABSフィラメントでの造形も可能になっています。

Elegoo Mars

Elegooより引用


Elegoo Marsは、中華製の3Dプリンターですが、とても作りが良くネットの記事でも紹介された機種です。この機種は光造形方式の3Dプリンターです。

なんと価格は2万円前半です。

この機種はネットに動画が上がっており操作がわからなくてもネットで調べて解決がしやすくなっています。

また、操作にはAdventure３同様タッチディスプレイが採用されています。

最後に

3Dプリンターにはたくさんの造形の種類や機種がありますが、今回は家庭用、業務用でよく使われるものに着目して紹介していきました。

3Dプリンターは今後のモノづくりを支える素晴らしい技術だと思います。現在の3Dプリンターはフルカラーのものが少ないですが、今後フルカラー造形の技術も発達しさらに表現力の高い３Dプリンターが登場してほしいものです。



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