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CHECK01.どんな用途で使うのか
用途別3Dプリンター3選を
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この記事でわかること
- 業務用3Dプリンターを導入する際、目的に合わせた「用途の明確化」が重要である理由
- 仕上がりの滑らかさに影響を与える「積層ピッチ」や「造形方式」の選び方
- サイズや求める再現度に応じた「FDM方式」と「光造形方式」の使い分け
業務用3Dプリンターの選び方のポイントとして“用途”について紹介します。どのようなものを作るのか、目的をはっきりさせましょう。
3Dプリンターで何を作るのか
3Dプリンターを購入する場合、どんな用途で使うのかを考えてから選びましょう。どのようなもの、パーツ使用の目的、造形による狙いなどをしっかり把握したうえで3Dプリンターを絞っていきます。
3Dプリンターを使用している方には、実際の現場で使う型作りをする人、考えているアイディアを出力して検証したい人など、本格的な使用から簡単な用途での使用を考えている人まで幅があります。どんな用途で使うのか、ポイントを絞って考えておきましょう。
仕上がりの滑らかさ
造形したパーツ表面の滑らかさを重視する方は、スペックの積層ピッチを確認しましょう。積層ピッチが0.4mmと0.15mmでは表面の滑らかさに違いが感じられます。ただし造形の形を確認したりグリップの握りを確認したりするような用途だけで使う場合、表面のなめらかさはさほど問題にはなりません。
しかしジュエリーの原型や歯科技工のサージカルガイドなど精密な造形を希望する場合、表面のなめらかさは重要視されるので積層ピッチにも気を付けたいものです。
またエポキシ系の樹脂にレーザー照射する光造形方式は、他の方式よりも表面の仕上がりが滑らかになるので、製造業で使われることが多いです。
再現度の重要性
たとえばジュエリーの原型を3Dプリンターで作りたい場合、それらしい形が出力されるだけでは役立ちません。またパーツ同士の割合などをしっかり再現したい場合も微細な形状を再現できる方式の3Dプリンターを選ぶ必要があります。形状をきっちりと再現したい場合はFDM(熱溶解積層型)よりもSLA(光造形型)のものを選んだ方が有利です。
FDMの場合、加熱によって樹脂材料が膨張するため寸法の誤差が生じてきます。光造形は紫外線光で樹脂を硬化させながら造形していくので、FDM方式よりはるかに高い精度での造形が可能です。
しかしジュエリーやパーツのように小さなものを出力するのではなく、大きなサイズの出力をしたい場合はFDM(熱溶解積層型)やSLS(粉末焼結型)を選んだ方が役割を果たしやすくなることも覚えておきましょう。
プリンターの種類や性能をチェック
3Dプリンターを選ぶときはどのような用途でどのような目的をもって使用するのかを明確にしたうえで、3Dプリンターの種類や性能を選びましょう。必要な性能さえ備わっていれば良いので、無理に高価な3Dプリンターを選ぶ必要はありません。用途に合った3Dプリンターを選ぶことでコストを抑えることもできます。
よくある質問
Q1
ジュエリー原型や歯科用ガイドなど、小さく細かな形状を作る場合は何を基準に方式を選びますか?
A
最小形状だけでなく、必要な寸法精度、表面仕上げ、材料、後処理を基準に選びます。『細かく造形できる』だけでは用途に適合しません。鋳造では焼却時の残渣、医療関連では洗浄後の安全性など、最終工程まで見て材料を選びます。
ジュエリー原型では鋳造に使える材料か、歯科用ガイドでは用途に合う材料・洗浄・滅菌条件かも確認が必要です。まず必要な細部寸法と使用目的を整理し、条件に合う材料でサンプルを作って細部と後処理後の寸法を確かめてください。
Q2
形状やグリップの握り心地を確認する試作でも、滑らかな表面が必要ですか?
A
形状や握り心地の確認が目的なら、最終製品と同じ表面仕上げが必ずしも必要とは限りません。初期検討では積層痕が少し残っていても、厚みや指の当たりを判断できる場合があります。ただし触感そのものを承認する段階では、表面処理で角の丸みが変わる点に注意します。
握りやすさ、厚み、角の当たり方を確認する段階では、形状を早く確かめられる方式も候補になります。塗装や触感まで評価する段階になったら、その確認に必要な表面仕上げを追加して比較しましょう。
Q3
外観確認用の造形品を、そのまま強度や耐久性の評価にも使えますか?
A
外観確認用の造形品だけで、強度や耐久性まで評価できるとは限りません。外観重視の材料・造形方向・後処理が、実際の使用条件を再現していないことがあるためです。『握りやすい』と『落下しても割れない』は別の合格条件です。一つの試作品で両方を見たいときは、材料と造形方向が機能試験にも適しているか確認します。
評価前に必要な荷重、温度、使用回数を決め、外観確認用とは別に機能試験用の材料・条件が必要か確認してください。
Q4
複数の用途で3Dプリンターを使う場合、最も大きい部品に合わせて機種を選べばよいですか?
A
最大部品だけで決めると、日常的に作る部品に合わないことがあります。たとえば毎日作る治具と年に一度だけ作る大型模型では、設備に求める優先度が違います。例外用途のために高額な能力を抱える必要があるかも検討します。
造形頻度、必要な材料、精度、表面仕上げ、後処理の手間を用途ごとに並べ、優先度を付けてください。使用頻度が高い用途と、失敗時の影響が大きい用途の代表部品を選び、候補機種で同じ条件のサンプルを比べると判断しやすくなります。