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【業種別】3Dプリンターの導入事例と今後の展望

さまざまな業界で導入されている3Dプリンター。どのような事例があるのか、また今後の展望について紹介します。

3Dプリンターが活用されている業界は

現在3Dプリンターはさまざまな業界で活用されています。ここ数年で3Dプリンターの高性能化や低価格化が進んだことで、2020年には3Dプリンター市場規模は世界で210億ドルにもなると予測されているほどです。扱える材料も従来の樹脂だけでなくコンクリートや食品なども可能になってきています。

IT専門調査会社である「IDC Japan」が出した予測によれば、国内3Dプリンタ市場は2021年以降に著しい成長を遂げる可能性が高いとしています。その理由が2020年に世界中で大流行した新型コロナウイルスです。経済がストップするなどの緊急事態に対して、コスト削減や納期短縮が可能となる3Dプリンターの需要は大きく高まりました。部品製造などの事例も多数見られるようになり、新たなビジネス誕生の可能性も示唆しています。同社では、2019~2024年の国内3Dプリンター市場支出額の年平均成長率(CAGR)は6.8%と予測しており、今後益々注目される業界となっていくでしょう。

ここでは、3Dプリンターが導入されている業界別に、どのように使われているのか事例を紹介します。また、今後の展望についても調べてみたので、合わせてご覧ください。

※参照元:MONOist公式サイト(https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2006/04/news041.html)

製造業(メーカー)

3Dプリンターの中心は依然として製造業がメインです。ものづくりの現場である製造業では生産過程において3Dプリンターを活用することができ、導入によって開発期間やコストなどを削減することができます。今後さらに材料の選択や高性能化によって、製造業の流れが大きく変わることが予想されます。

また、最近では金型そのものを3Dプリンターで製作する事例も出てきました。このメリットとして、コストの大幅カットと時間短縮が挙げられます。こうした魅力もあってか、工場に使用される治具にも3Dプリンターが用いられる事例が増加傾向です。

食品業界

食品業界で注目されているのが「3Dフードプリンター」。実際に食べられる食品を作成できます。3Dフードプリンターは専用のペーストを材料にして3Dプリントするため、味はもちろん栄養だってコントロール可能。3Dプリンターが高級料理に負けないメニューをつくりだす日もそう遠くありません。

さらに3Dフードプリンターが普及することで、人間には成し得ないメニューの製作やレストランでの人件費削減、食品工場における作業の簡素化なども期待できるとのことです。

ファッション業界

ファッション業界においても、3Dプリンターの活用は広まっています。たとえばパリのファッションウィークでは、「Giddy Up(ギディーアップ)」が衣服のパーツやシューズやアクセサリーを3Dプリンターで作成。

3Dプリンターを使えばオートクチュールのような衣服を製作することができるほか、縫い目のない衣服や複雑な造形のシューズなども作成可能です。また、3Dプリンターを用いてサンプル製作をすることで、製作時の廃棄物を削減できるでしょう。

現在ではまだ製作した衣服の柔軟性などに問題が残っているものの。3Dプリンターによる衣服の製作はさまざまな可能性を秘めています。

3Dプリンターイメージ
用途・目的別!業務用3Dプリンター3選
       
3Dプリンターイメージ
           

「試作の精度を高めたい」「現場で使える強度部品を内製したい」「最終製品を社内で量産したい」など、業務用3Dプリンターに求められる性能や導入目的はさまざまです。 業務用3Dプリンターを選ぶ際は、自社の課題に合った造形方式や精度、素材への対応力を見極めることが重要です。ここでは、試作・現場改善・量産の三つの用途に適した代表的なモデルを取り上げ、その特長と活用シーンを比較します。

       

医療分野

患者一人一人に合わせたオーダーメイドの模型や義手、人工骨など、医療の現場において3Dプリンターの活用が始まっています。内臓を具現化することで説明を分かりやすくしたり、時間がかかっていたオーダーメイドに時間をかけずに高品質で作ることができたりと、3Dプリンターの導入は医療分野において優れた効率を発揮できます。

最近では、注目の医療とされる「再生医療」においても、3Dプリンターの技術が導入されるようになりました。医療に用いる「シリコン製物体」と呼ばれる器具はこれまで1年間に1つ作るのがやっとでしたが、3Dプリンター導入によって9ヶ月で5台の製造が可能になり、研究のスムーズ化に貢献しています。

建築業

模型や建造物の製作にも3Dプリンターが活躍します。現在は模型や見本、プレゼンへの活用がメインですが、今後技術開発が進むことで建築資材の製作や家自体の製作など、3Dプリンターの可能性が期待されています。

今後建築業界で3Dプリンターが益々活躍していきそうな兆候として、都市開発の一貫である橋建造に際し、3Dプリンターの使用がプロジェクトに組み込まれているのです。日本でも、宮内庁のプロジェクトに3Dプリンターが用いられるなど、着実に存在感を高めています。

教育分野

3Dプリンターの導入により、学生が学びやすい環境や3Dプリンター自体を学ぶワークショップが増えています。教科書で学ぶよりも立体造形を目で見たり触ったりするほうが覚えやすく、子ども達がデザインやものづくりをする好奇心をかきたてることができます。

たとえば、地学については紙などで説明をしてもなかなか理解がしづらいのがこれまでの実情でした。しかし、3Dプリンターによってリアルな地形を再現可能になったことで、生徒たちが的確な理解をしやすくなっています。

自動車業界

いままでは自動車の開発や設計、制作で用いられてきた3Dプリンター。近年、欧米企業では、自動車の構成部品も3Dプリンターで制作されるようになりました。米国では、構成部品の75%を3Dプリンターで制作する会社も。転換期を迎えている自動車業界の3Dプリンター事情から目が離せません。

大量生産の際には3Dプリンターよりも従来の方法が適していますが、大型かつ複雑な構造の部品製造が求められる場合に、3Dプリンターが活躍します。日本での導入にはさまざまな課題が依然として残っていますが、それでも徐々に3Dプリンターが浸透しつつあるのは確かです。

フィギュア製造販売業

既にかなりのハイクオリティフィギュアが作れるようになっている3Dプリンター。ワンフェスでもネギを振り回すことで有名なキャラクターのフィギュアやスタイリッシュな造形のチェス、ドクロの意匠を施した指輪や複雑な造形のメカが展示されています。

最近では、3Dプリンターによって写真からフィギュアを製作するサービスが開始されるなど、より幅広い活躍が見られています。日々クオリティーが進歩しているのは確実なため、今後も3Dプリンターの活躍に注目したい業界です。

宇宙・航空機業界

技術の進歩により、3Dプリンターは極めて厳しい基準が求められる宇宙・航空機業においても活躍をし出しています。実際に航空機のエンジン製造に3Dプリンターが使われ始めており、今後益々の活躍が期待できるでしょう。また、宇宙事業においても、人工衛星の一部パーツ製造に3Dプリンターが用いられており、注目です。

3Dプリンターイメージ
用途・目的別!業務用3Dプリンター3選
       
3Dプリンターイメージ
           

「試作の精度を高めたい」「現場で使える強度部品を内製したい」「最終製品を社内で量産したい」など、業務用3Dプリンターに求められる性能や導入目的はさまざまです。 業務用3Dプリンターを選ぶ際は、自社の課題に合った造形方式や精度、素材への対応力を見極めることが重要です。ここでは、試作・現場改善・量産の三つの用途に適した代表的なモデルを取り上げ、その特長と活用シーンを比較します。

       

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用途・目的別!
業務用3Dプリンター3選

「試作の精度を高めたい」「現場で使える強度部品を内製したい」「最終製品を社内で量産したい」など、求める性能や導入目的はさまざまです。

業務用3Dプリンターを選ぶ際は、自社の課題に合った造形方式・精度・素材対応力を見極めることが重要です。ここでは、試作・現場改善・量産の3つの観点から、それぞれに適した代表モデルを比較します。

高精度造形と水洗いだけの後処理で、
試作検証をスムーズにしたい

設計/開発部門向け

アジリスタ
(キーエンス)

アジリスタ[キーエンス]の製品

引用元:キーエンス公式HP
https://www.keyence.co.jp/products/3d-printers/3d-printers/

特徴

  • 高精度な試作造形が誰でもできる インクジェット方式と15μmの積層ピッチにより、嵌合や細部形状まで忠実に再現できる高精度な試作造形が誰でも簡単にできるため、設計意図どおりの試作品を素早く確認できます。
  • 後処理は“水洗いだけ”で完了 水溶性サポート材を採用しており、複雑な内部構造でもサポート除去が簡単。後処理が水洗いだけで完結するため、工具や研磨作業が不要で試作検証までの時間を大幅に短縮できます。

公式サイトで
詳しく見る

高強度が求められる治具や機能部品を
内製したい

製造/生産技術部門向け

Mark Two
(Markforged)

Mark Twoの製品画像

引用元:Markforged公式HP
https://markforged.com/jp/3d-printers

特徴

  • 金属に匹敵する強度の部品を造形できる カーボンファイバーなどの連続繊維補強構造により、軽量ながらアルミ相当の高強度を実現。金属加工を待たずに、現場で使用可能な治具やパーツをそのまま造形できるため、改善スピードを落とさず即日対応が可能です。
  • 標準樹脂「Onyx」で優れた耐久性・耐薬品性を実現 ナイロンにマイクロカーボンを混合した独自素材を採用し、高い靭性と耐摩耗性・耐薬品性を両立。長期の使用や厳しい工場環境にも対応でき、現場で安心して使える耐久部品を内製化できます。

公式サイトで
詳しく見る

複雑形状の量産部品を内製したい

製造部門向け

ProX SLS 6100
(3D Systems)

ProX SLS 6100

引用元:キヤノンマーケティングジャパン公式HP
https://canon.jp/biz/product/indtech/3dpsolution/3dsystems/lineup/resin-powder/sls6100

特徴

  • サポート材なしで複雑形状の一体成形が可能 粉末焼結方式(SLS)を採用しており、サポート材を使わずに内部構造を含む複雑形状を一括造形。組み立てや加工を省略できるため、高機能部品の量産にも対応できます。
  • ±0.2mmの高精度と等方性で実用部品を直接造形 高精度かつ高剛性の一体構造を実現し、試作段階だけでなく最終用途部品としても使用可能。品質要求の高い業界(航空宇宙・医療機器など)でも安定した精度を維持できます。

公式サイトで
詳しく見る