3Dプリンター用語集

500万円未満の高性能な業務用3Dプリンター特集

3Dプリンターを導入する前におさえておきたい基礎知識をご紹介。3Dプリンターに関連のある用語をまとめています。

3Dプリンターのスペック表記などに使用される用語

積層ピッチ

3Dプリンターは、ごく薄い層を少しずつ積みあげてモデルを造形していきますが、造形を積み上げていく際の1層分の厚みのことを積層ピッチといいます。積層ピッチは小さいほど造形物の密度が高く、強度が増して滑らかな形になりますが、そのぶん造形時間が長くなります。

サポート材

サポート材は造形するときに「金型」の役割を持つもの。3Dプリンターは底面から作成されますが、造形物の形状に合わせてサポート材で空間部分を埋めて造形を行ない、最終的にはモデル造形後に取り除かれます。

DPI

Dots　Per　Inchの略。ドット密度を表す単位のことで、1インチの幅のなかにどのくらいドットを表現できるか表したもの。インクジェット方式の3DプリンターのDPIは、インクを噴射する間隔のことを表しています。

造形サイズ

3Dプリンターで一度に出力できる造形物の大きさのことを造形サイズといいます。この造形サイズが大きいものほど大きな造形物をつくることができますが、小さいものを複数一度に造形することも可能です。

造形エリア

3Dプリンターが造形を行うスペースのことでX×Y×Z（mm or μm）で表記されます。ノズルなどが造形に要する部位が動く空間です。この空間に収らないサイズの部品は当然作成できません。

CAD

PC上に立体形状をつくるソフトのことをいいます。3DCADで設計したデータやデザインデータを3Dプリンターへ送ることで造形することができます。

STL形式

Standard Triangulated Languageの略で、3Dデータを保存するファイル形式の一つです。三次元の立体を小さな三角形・ポリゴンの集合体で表現しているため曲面を表現することはできません。そのため、曲面になる部分はモデルを生成する三角形を細かくして曲面を作成します。形状が複雑でポリゴンの数が多くなってくると、STLのファイルサイズも大きくなります。

3Dプリンターの造形方式に関する用語

光造形

光造形は、もっとも昔からある3Dプリンターの造形方式の一つ。紫外線の光などに反応して硬化する特徴をもつ液状の光硬化性樹脂に、紫外線レーザーを一層ずつ当てて硬化させ造形物を作成していきます。精度が高く、表面が滑らかな造形物をつくることが可能です。

熱溶解方式

造形方式の一つで、熱可塑性の樹脂を高温で溶かし、ヘッドと呼ばれる部分から押し出された樹脂が積層することで造形物ができるしくみ。強度のある造形物を作りやすいのが特長です。

粉末固着

石膏粉末を薄く敷き詰めて、プリンタヘッドから液体接着剤を噴出させて固めていき、それを繰り返して造形物をつくる方法です。造形速度が速く、インクで着色した接着剤を使用することでフルカラーの造形ができます。

粉末焼結

造形方式の一つで、粉末状の材料にレーザーを照射し焼き固めて造形物を作成する方法。金属素材やナイロンなどの素材も使えるため、精細で耐久性のある造形物をつくることが可能です。鋳型の製造や最終製品などに用いられます。

インクジェット

液状の素材、または結合剤を噴射して積層し造形物をつくる方法。光硬化樹脂を噴射して特定の波長の光で硬化させる方式やワックスを吹きつける方法などもあります。インクを使って着色することもできるため、カラーの造形が可能です。

面露光

面露光は、プロジェクターを用いて形状に合わせてＵＶ光を照射し樹脂を硬化・積層させる手法。造形スピードがはやく、表面が滑らかな造形が特長です。

切削加工

切削工具類を使用し木材や樹脂、金属などを切ったり削ったりして目的の寸法や形状に加工する、一般的な加工方法。工作機械やさまざまな専用工具などの機械を利用して加工が行なわれることが多い方法です。

複合装置（ハイブリッド装置）

複合装置とは、3Dプリント以外の機能を備えた機種です。例を挙げるならば、3Dプリンター機能と切削加工機が一体になっている装置を指します。金属に対応した3Dプリンターを使った複雑な立体形状の成形をし、精度を上げるための切削加工が可能となっています。またレーザー刻印や3Dスキャン機能を搭載している機種もあります。例えばXYZプリンティングジャパンが販売している「ダヴィンチ 1.0 Pro 3in1（プロ　スリーインワン）」がそうです。3Dデータのモデリングができなくとも3Dコピーができます。

3Dプリンターの使用方法などに関する用語

マテリアル

造形を行なうときに使用する素材のこと。樹脂が主流とされており、ナイロンのような強度が高い樹脂や光硬化性の樹脂などさまざま。3Dプリンターの機種や方式によっては石膏を用いるものや、金属加工ができるものもあります。

マテリアルジェッティング

造形方式の1つで、インクジェットヘッドから吹きつけた樹脂を紫外線で硬化し積層する方法。微細な粒子を噴射し積層面をつくりあげていくので、表面が滑らかなモデルを造形できます。高い精度が求められる造形物の出力に適しています。

ラピッドプロトタイピング

製品開発において、短期間で形状やデザインなどを確認するための試作品を製造する際に用いられる手法。従来は木や粘土などで試作品を製作し時間がかかっていましたが、ラピッドプロトタイピングを導入することで時間をかけずに低コストで試作品を製造できるようになりました。

ラピッドマニュファクチャリング

3Dプリンターを使用して最終製品をつくることをラピッドマニュファクチャリングといいます。

型をつくらずに直接製品を作製できるため、市場に出るまでの時間短縮が可能に。作製量に限りがあるため、受注生産品といった少量の製品をつくるのに向いています。

ロストワックス

ロウ（ワックス）を使用した精密鋳造方法の一つ。ロウで製品と同じ形状の型をつくり、その型を石膏で覆い固めてなかのロウを溶かします。溶けてなくなった後の空洞に金属などを溶かして鋳物を製造します。

3D切削機

3DCADデータをもとに切削加工を自動で行なう装置のことです。ブロック状の材料を削り製作する3D切削機は、3Dプリンターに比べて素材の制限が少なく、製品と同等の素材を使用できるのが特長。しかし、刃が届かない部分は加工が不可のため、複雑な形状の加工には適していません。

中空構造

中空構造は、空洞になっている構造のことです。なかが詰まっている構造と比較すると低コスト化や軽量化などの利点があり、３Dプリンターでも中空構造の造形物をつくることができます。

鋳造（ちゅうぞう）

鉄や銅、アルミなどの金属を溶かし、型に流し込んで製品をつくる方法。鋳造で使用される型を「鋳型」といいますが、3Dプリンターによって砂で造形される砂型をつくり、鋳型として用いられるケースもあります。

3Dプリンターに使用される素材（材料）

ABS樹脂

加熱することで軟化、冷やすと硬化する樹脂の一種であるABS樹脂は、耐衝撃性・剛性などに優れていて、塗装後の加工がしやすいのが特長。電化製品の外装部品や事務機器のボディーなどに用いられることが多いです。

PLA樹脂

PLA樹脂は、イモ類やトウモロコシなどのデンプンからつくられる植物由来のプラスチックで、造形物の原料に用いられる素材です。高温に弱く固いため、やすりがけなどで加工しづらく塗料がなじみにくいというデメリットもありますが、材料が粘り強く固いため大型の造形物に向いています。

アクリル樹脂

高い透明性を有する非晶質の合成樹脂であるアクリル樹脂は、UV硬化型の3Dプリンターでよく利用される素材です。透明性の高さから、水槽やレンズなどの材料としても用いられています。

ABSライク樹脂

液状の樹脂に紫外線を照射して硬化させる光造形法で用いられる素材となる樹脂の1種。ABSに比べると強度は劣りますが、表面が滑らかで微細な造形物をつくることができるため、組付け確認や注型マスターなどの用途で使用されることが多いです。

PP（ポリプロピレン）ライク

PPライクは、液状の樹脂に紫外線を照射することで硬化する光造形法で使用されます。光硬化性アクリル樹脂の一種で、高い強度と柔軟性を有するポリプロピレンに似た物性や色調を持っています。

ゴムライク

ゴムのように柔軟性・弾性のある素材で作製物を曲げることもできるゴムライクは、ゴム製品の試作を製造するのに適した樹脂です。光造形法でプリント可能で、光硬化性アクリル樹脂と混ぜ合わせることによって硬さを調整できるプリンターもあります。

ナイロン（PA・ポリアミド）

強度や柔軟性、靭性、耐熱性などに優れている樹脂で、PAあるいはポリアミドなどとも呼ばれています。ナイロンは、当初繊維として用いられていましたが、ナイロン粉末をレーザーで硬化させて造形するのが一般的に。実物の試験でも利用されています。

石膏

石膏とは、硫酸カルシウムが主成分の無機物のこと。もろくてあまり強度がないため力が加わるものには不向きですが、着色することができるのでフィギュアの原型や模型製作などに用いられることが多いです。

ポリカーボネート

加熱すると軟化して変形が可能になり、冷やすと固くなる性質をもつプラスチックの一種です。透明性や耐熱性、耐衝撃性などに優れており、航空機や輸送機器、電子光学、医療機器などの材料にも使用されています。