3Dプリンター3Dプリンターの代表的な方式や材料と、導入のメリット

近年のテクノロジーの進歩によって、3Dプリンターの性能が向上し、種類も増えてきています。
業務用だけでなく、家庭用のアイテムもリリースされているため、幅広い分野に浸透してきているといえるでしょう。

しかし、「3Dプリンター」とはいっても、その種類や使用される材料には様々な種類があります。
3Dプリンターを導入する際には基本的な知識を抑え、自社にとって最も望ましい導入方法を考えることが大切でしょう。

この記事では、3Dプリンターとは何かについて、方式や材料、メリットといった観点から解説します。

FDM方式

FDM方式とは「Fused Deposition Modeling」の略であり、日本語では熱溶解積層方式と呼びます。
樹脂を高温で溶かし、プリンターヘッドから出して積み重ねることで対象物をモデリングしていく方式です。

2009年に特許が切れ、現在は非常に安価で導入できるプリンターの方式です。
材料も現在主流のものが使用できるため、ランニングコストが抑えられる方法でしょう。

精度や仕上がりが荒いといわれることもありますが、近年は技術の進歩によって徐々に改善されてきています。

FDM方式の仕組みやメリットについてさらに詳しく知りたいという方は、コチラの「FDM方式とは。仕組みやメリットについて解説」の記事をご覧ください。

光造形方式

液体樹脂を紫外線で加工する積層方式です。
複雑な形のモデリングでも精度高く仕上げることができ、数ある方式の中でも最も普及しているため、信頼性も高いと考えられるでしょう。

しかし、仕上がりまでに時間が掛かるため、量産には向いていません。
本体や材料の価格が高く、コストパフォーマンスが悪い点もデメリットです。
高精度の大型造形には、光造形方式が向いているとイメージしておくとよいでしょう。

光造形方式について詳しく知りたいという方は、コチラの「光造形3Dプリンターの特徴と導入時のメリット・デメリット」の記事をご覧ください。

インクジェット方式

液状の紫外線硬化樹脂をインクジェットから噴射し、紫外線によって硬化させて積層させていく方式です。
細かい凹凸や高解像度のカラーを精度高くモデリングできる点が、メリットだといえるでしょう。

しかし、ランニングコストが比較的高く、出来上がったものの耐久性も低いなどの難点もあるため注意が必要です。v 特に、直接日光に当たることで硬化して形が変わってしまうことがある点には、注意しなければなりません。

3Dプリンターの材料

ここでは、3Dプリンターに使用される代表的な材料を紹介します。

PLA樹脂

トウモロコシやジャガイモのでんぷんによって造られた、環境に優しい熱可塑性樹脂です。
比較的安定性が高く、冷却しても変形やゆがみが発生しにくい点がメリットです。
しかしその逆に高温には弱く、衝撃にも弱い点はデメリットでしょう。
表面は堅くて丈夫ですが、造形後の塗装ややすり掛けなどといった後加工には不向きな樹脂です。 樹脂が溶けたような嫌な臭いがせず、大きな造形物の制作に向いています。

ABS樹脂

剛性や耐衝撃性、疲労強度などのバランスがよく、後加工にも適している汎用熱可塑性樹脂です。

アクリロニトリルとブタジエン、スチレンの3種類の有機化合物を結合させてできており、電解製品の外装部品などに広く使われています。

ただし、気候変化には弱く、太陽光に長時間当たることで強度の低下につながったり、湿気で変形してしまったりすることもあります。
冷却すると反ってしまうことが多く、大きな造形物にはあまり向いていないといえるでしょう。

ASA樹脂

ABSを構成している化合物の1つであるブタジエンをアクリレートに置き換えた熱可塑性樹脂です。
基本的な特徴はABS樹脂と同じですが、より天候の影響を受けにくくなり、屋外使用への適性が高まった素材です。

3Dプリンターを導入するメリット

ここでは、3Dプリンターを導入するメリットについて解説します。

コスト削減

まず挙げられるのが、コスト削減効果です。
それまで外部の組織に発注していたものを社内でできるようになるため、その分コストを削減できます。
試作品の製造・確認を社内で行えるため、ミスが減って無駄なコスト発生を避けることができるでしょう。

開発時間の削減

開発時間の削減も、非常に大きなメリットです。
これまで金型を作成してから造形していたものが、データさえあればすぐに作成できるようになります。
試作品やテストパーツなどを簡単に作れるようになることで、開発時間を大幅に削れるでしょう。

品質の向上

モデリングが容易にできることから試作段階で細かい確認ができ、量産する前に事前検証を行うことで最終的な品質の向上につながります。

1つのかたまりとして出力できるため、従来のものと比較して耐久性にも優れたものが期待できるでしょう。

3Dプリンターの技術はこんなところに用いられています

ここまでは3Dプリンターの特徴や、導入することで得られるメリットについて紹介しました。
しかし実際に一般レベルでも3Dプリンタ―が使われるようになってきているとはいえ、具体的にどういった業界で・どういった使われ方をしているのか、という部分までしっかりと理解している方は少ないのではないでしょうか。
昨今では医療や教育といった現場でも活用されていることをご存知でしょうか。
そこで当社のサイトではそうした3Dプリンターの用途についても詳しく紹介しております。

具体的な3Dプリンタ―の使い道について興味のある方は、コチラの「3Dプリンターの使い道を代表的なものから意外なものまで紹介」の記事をご覧ください。

3Dプリンターの導入を検討しよう

今回は、3Dプリンターの概要について解説してきました。
自社にとって3Dプリンターが必要か、判断する材料となりましたでしょうか?
3Dプリンターを導入することで、開発期間・コストの削減や品質の向上につながるでしょう。

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