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知っておくべし!3Dプリンターの基礎知識

3Dプリンターを導入しようと考えている方は、まず3Dプリンターについてよく知っておくことが大切です。3Dプリンターの基礎知識を知っておくことで、間違いのないモデルを選ぶことができ、効率的に目的の造形物を造りだすことができます。このカテゴリでは3Dプリンターの基礎知識をまとめたので、ぜひ参考にしてください。

そもそも3Dプリンターとは?

一般的に紙に印刷をする平面的なプリンターとは違い、3Dプリンターは3次元の立体的な造形物を作ることができるプリンターのことを指します。ものづくりの現場において試作品や小ロット量産品の原型など、さまざまな活用法があります。

3Dプリンターを使うメリット

企業が3Dプリンターを使うことで得られるメリットはたくさんあります。例えば開発期間や製作時間を削減できること、コストを削減できること、品質向上につながること、アイディアをすぐに造形できること、余分な在庫を持たずに済むことなど。

3Dプリンターを導入することで、今まで外注しなくてはいけなかったことが自社でできるようになり、さまざまな面で業務の効率化につながります。

使い方の手順

3Dプリンターはどのように使うものなのか。3次元の造形物を出力するためにはいくつかの段階をクリアしないといけません。

例えば3Dのデータ作り、出力変換、ツールパスデータ出力など。難しいように見えますが、3Dデータさえ作ることができれば、あとは簡単な操作で出力ができるように、各メーカーも工夫しているので問題ありません。

3Dプリンターのデータを作成する方法

3Dプリンターのデータを作成する方法としては、「3D CADや3D CGなどを使って自分でデータ作成をする」「モデルを3Dスキャナーでスキャンしてデータを作成する」「配布サイトからデータをダウンロードする」「データ作成サービスを活用する」などの方法があります。

ただ、3Dデータの作成にはそれなりの知識を求められ、ファイル形式や表現方法などに注意する必要も。また、データ作成には時間も要しますから、「データ作成に自信がない」「データ作成の時間がない」という場合はデータ作成サービスを利用するのがおすすめです。

使用する素材について

3Dプリンターで使用する材料は主に2種類でしたが、最近ではさまざまな材料を使用することができ、造形物の選択肢が増えてきました。それぞれの材料には弾力性や耐熱性などの特徴があるため、目的に適した材料を選ぶことが大切です。

どのくらいの価格のものがあるのか

3Dプリンターは、家庭で使える低価格帯のモデルから、製造業務で使えるハイクラスのモデルまで幅広いラインアップが揃っています。ピンからキリまである3Dプリンター。どの価格でどの程度の造形ができるのかを知っておくことで、コストをかけすぎることもなく満足のいく結果を得られます。

3Dプリンター用語集

造形のために積み上げる1層の厚みを指す「積層ピッチ」や造形物を作るために用いられる造形方式の「光造形」など、3Dプリンター業界では当たり前のように使われている用語がたくさんあります。

当サイトでは3Dプリンターを利用する際に知っておきたい用語を30単語以上まとめました。初めて3Dプリンターを導入する方も自分の知識を改めて確認したい方もぜひチェックしてください。

3Dプリンターの世界シェア

3Dプリンターの世界的なシェアを見ると、「Stratasys(ストラタシス)」や「3D Systems(3Dシステムズ)」がシェアの多くを占めています。一方で金属プリンターでは、ドイツの「EOS」がシェアを獲得している他、近年では小〜中型の3Dプリンターを展開するスタートアップ企業の成長も顕著になり、市場に多様性が生まれ、変動を見せています。

ここでは、3Dプリンターの世界的なシェアについて詳しくまとめています。ぜひ参考にしてみてください。

3Dプリンター活用技術検定とは

「3Dプリンター活用技術検定」は、資格検定試験のひとつです。一般社団法人コンピュータ教育振興協会(ACSP)が2017年から主催してスタートしました。試験の内容は7種類ある造形方法やその素材の特徴、造形方法別の工程、CADデータなどの知識が問われます。

業務用3Dプリンターを使っているエンジニアや、製造業、建設設計、医療関係などの3D造形に興味ある人を対象に、年2回行われている検定です。

世界の3Dプリンター業界(プリンター本体、材料、ソフトウェア)の市場が右上がりになっている中、国内の技術者はまだまだ不足しています。2017年に始まったばかりの資格検定ですが、3Dプリンターの基礎知識を持っているとアピールできる検定試験なので、今後活用できる機会が増えそうな資格です。

3Dプリンターと切削加工法の違い

3Dプリンターと切削加工法の大きな違いは、引き算方式と足し算方式の加工方法という点です。切削加工法は、特殊鋼などの工具や工作機械を使用して素材を切ったり削ったりする、引き算方式で考えられています。

一方、3Dプリンターは樹脂や金属を溶かし、1層ずつ積み重ねながら(積層法)形状を作り出す足し算方式の考え方が基本です。

他にも細かな違いがあり、たとえば金型製造の場合は以下のような特徴が出てきます。

3Dプリンターは、試作品の製作や小ロット・バリエーションの多い生産のケースに実力を発揮しますが、大量生産の対応は難しい傾向にあります。

国内で開催されている3Dプリンタ展を調査しました

日本ものづくりワールドは製造業の「短期開発、生産性向上、品質向上、VA/VE、コストダウン」に寄与することを目的とし毎年開催されています。

日本ものづくりワールドは8つの展示会で構成されており、3Dプリンタ展では製造業に関わる方々のほか、試作設計、開発、購買部門、建設業や娯楽業、広告業などの人々が多数来場し、出店企業との活発な商談を行う場となっています。

今回は3Dプリンタ展の特徴や実際に行ってみてどうだったのか、注目の3Dプリンタ技術などもご紹介していきます。また、今後開催を予定している3Dプリンタ展もご紹介します。

バーチャル展示会(バーチャルショールーム)

2020年2月頃から世界的に流行が始まったコロナ(COVID-19)。この影響は多くの業種に影響を及ぼしました。特に人が密集するようなイベントの多くは中止することを余儀なくされてしまいました。そのため3Dプリンターなどを紹介する展示会の開催も困難になってしまったのです。

そこで企業はバーチャル展示会を開催するようになりました。このページではバーチャル展示会と3Dプリンターについて知ることができるバーチャル展示会を紹介していきます。

レンタルやリースはどうなのか

3Dプリンターの価格は購入を決めるには覚悟がいる価格です。まずは試しに使ってみたいと思っていたり、可能ならリース契約で月々の支払いを抑えたいと思ったりしていないでしょうか。このページで3Dプリンターのレンタルとリースについて解説していきます。

3Dプリンター代行サービスについて

3Dプリンターは以前と比べれば安価で購入できるようになってきてはいますが、安いものであればそこまでの品質は期待できず、また20万円以上もするものを買ったとしても目的や使用頻度によってはそこまで高額なものを買う必要はないかもしれません。

そんな方向けに増えているのが、3Dプリントの代行サービスです。このページでは、3Dプリンター代行サービスを利用するメリットとデメリット、さらに依頼から納品までのおおまかな流れなどをまとめています。

知っておきたい「ものづくり補助金」の利用

3Dプリンターの導入はものづくり補助金の対象となります。大企業ではなく、中小企業や小規模事業者に交付される補助金です。ものづくり補助金以外にも3Dプリンター導入時に利用できる制度があります。このページではそれらの制度について簡単に紹介します。

3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想

2019年1月24日に、3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想(Kansai-3D実用化プロジェクト)が近畿経済産業局によって発表されました。

同プロジェクトは、世界市場の規模拡大が見込める3Dプリンティングにおいて日本が遅れをとっていることから、「2025年国際博覧会に向け、産学官連携のもと3D積層造形技術を発展させて新たなモノづくりの変革モデルを創出しよう」というもの。大学や研究所などの広域ネットワークを3Dものづくり普及促進会(拠点:株式会社立花エレテック)と連携させ、企業へ実用化支援を行う取り組みです。

3Dプリンターで強度の高い造形物を作る方法とは

3Dプリンターで高い強度を持つ造形物を作る場合には、さまざまな方法が考えられます。例えば設計データや造形方法を調整する方法や、後加工によって強化を行う方法などがあります。そのほかにも、造形物の材料として樹脂ではなく金属材料やCFPR(炭素繊維強化プラスチック)、エンプラ、スーパーエンプラなどを使用するといった方法も挙げられます。

3Dプリンターイメージ
500万円未満の高性能な3Dプリンター特集をチェック
       
3Dプリンターイメージ
           

近年の製造品の精緻化に伴い、500万円未満であっても、ハイエンドモデルに匹敵するような性能を備えたミドルクラスの3Dプリンターが、続々登場しています。
ここでは、500万円未満でありながら、高精細、高強度、短納期で造形できる3Dプリンターをそれぞれ紹介します。

       

【特集】
導入前に試せる!
3Dプリンターの
レンタルサービス
※展示会情報あり

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SPECIAL

500万円未満の
高性能な業務用3Dプリンター特集

近年、製造品の多様化に伴い、3Dプリンターに求められる機能性においても、性能が重視されることがポイントとなってきています。

ここでは、500万円未満のミドルクラスでありながら、高精細高強度短納期で造形できる3Dプリンターをそれぞれ紹介します。各製品の特徴に加えてショールーム情報もまとめました。

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製品名 積層ピッチ 最大造形サイズ
(W×D×H)
造形方式 材料などの特徴
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/

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0.015mm~ 297mm×210mm×200mm インクジェット方式

アジリスタは、国産の3Dプリンターでは数少ないインクジェット方式を採用し、積層ピッチ0.015mmの高精細造形を実現。水溶性のサポート材の為、細部までしっかりと造形でき、部品の組付けまでできる精度を誇ります。

使用可能な材料はUV硬化アクリル樹脂とシリコーンゴム。

樹脂はアクリルに少量のウレタンを配合し、靭性を持たせているため、ネジを締めても割れないことが特徴です。

Mark Two
[Markforged]

Mark Twoの製品画像

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

販売代理店の
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0.1mm~0.2mm 350mm×132mmx154mm 熱溶解積層方式+
連続フィラメント方式

Mark Twoは、Markforged独自のカーボンファイバー連続繊維を使用できる方式が採用されています。

これは、造形物の内部にカーボンファイバーで骨組みを組成しながら形作っていく方式です。

これにより、高強度の造形が可能になり、製造工程で使う治具や工具、より強度が求められる部品の製造を行うことができます。

G-ZERO
[グーデンベルグ]

G-ZEROの製品

引用元:PR TIMES公式HP:GUTENBERG社製 プロフェッショナル3Dプリンター G-ZEROの販売開始
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000017.000057289.html

公式HPで
製品の特徴を
チェック

詳細を見る

0.05〜0.250mm 250mmx210mmx200mm 熱溶解積層方式

G-ZEROは、最大500mm/sというスピーディな造形ができます

短時間で造形が可能になり、生産性が向上します。

高速で動くヘッドの振動を抑える技術も搭載し、ハイスピードながら安定感のある造形ができます。

■選定条件
アジリスタ[キーエンス]……2023年7月19日、Googleで「3Dプリンター 高精細」と検索して表示された50万円以上500万円未満の製品のうち、インクジェット方式を採用し、積層ピッチが最小の製品として選出
Mark Two[Markforged]……2023年7月19日、Googleで「3Dプリンター 強度」と検索して表示された50万円以上500万円未満の製品のうち、カーボン素材を使用できるもので、唯一、熱溶解積層方式+連続フィラメント方式を採用している製品として選出
G-ZERO[グーテンベルク]……2023年7月19日、Googleで「3Dプリンター 高速」と検索して表示された50万円以上500万円未満の製品のうち、造形速度が最速の製品として選出しました。