3Dプリンターについて

業務用3Dプリンターで使える素材と事例を用途別に解説！

2023/12/24

業務用3Dプリンターは、高価で大型ですが、高精度・多種多様な素材に対応し、製造業や建築業、医療業界などで幅広く活用されています。業務用3Dプリンターを選ぶ際には、用途や仕様、造形方式、素材を検討することが重要です。

業務用3Dプリンターとは？活用事例を紹介

家庭用3Dプリンターは個人向けですが、業務用3Dプリンターは製造業など大規模な用途に適しています。業務用3Dプリンターは高価で大型ですが、精度や素材の選択肢が豊富です。

◇家庭用と業務用の違い

業務用3Dプリンターは一般的に高価で大型であることが多いです。業務用では高品質な造形物を生成し多くの素材を扱う必要があるため、コストがかかってしまうからです。

業務用3Dプリンターは扱える素材や造形方式が豊富なため、微細なディテールや複雑な形状を作成できます。

一方、家庭用3Dプリンターは比較的安価で、サイズはコンパクトです。個人の趣味や小規模なプロジェクトに適しています。家庭用も精度が向上していますが、業務用に比べるとその精度は劣ります。

◇業務用3Dプリンターの活用シーン

業務用3Dプリンターは幅広い業界で活用されています。

製造業では、試作品を迅速に製作したり製本をカスタマイズしたりできます。これにより、新製品の開発サイクルを効率化し、短縮できます。3Dプリンターを利用することで、小ロット生産に対応できます。

建築業では建築モデルやプロトタイプの作成に使用され、デザインの詳細な検討や顧客へのプレゼンテーションに役立ちます。また、建物の部品や特殊な建材を製造するためにも利用されます。

さらに、家用業界では医療モデルやプロトタイプの制作に使用され、手術のトレーニングや患者固有の医療デバイスの製造にも利用されています。3Dプリントされた義肢やインプラントも存在し、患者のニーズに合わせたカスタマイズができる点が特長です。

業務用3D プリンターの選びの際は用途を考えよう

業務用3Dプリンターを選ぶ際には、メインの用途、仕様、造形方式・素材を決める必要があります。

◇メインの用途を考える

業務用3Dプリンターを選ぶ際には、まずどの業界や分野で使用するかが製品を決める上で重要になってきます。製造業、建築、医療、教育など、分野が異なれば求められる性能や機能も異なってきます。

次に、どのようなアプリケーションやプロジェクトに3Dプリンターを使用するかを検討します。たとえば、試作品の製作、部品の生産、プロトタイピング、デザイン、教育、研究など、用途に合わせた製品選びが肝心です。

その上で、メインの用途に合わせて3Dプリンターの必要な機能や性能を決めます。印刷範囲や精度、材料サポート、印刷速度、多色印刷など、要件を明確にすることで必要性を満たす製品を選ぶことができます。

◇仕様を決める

メインの用途を明確にした上で、3Dプリンターの仕様を決定します。仕様を決める際に以下のポイントを考慮しましょう。

・印刷範囲

生成する物体のサイズに合わせて、3Dプリンターの印刷範囲を決定します。大きな物体を印刷するなら広い印刷範囲が必要です。

・精度

作成するモデルや部品が必要とする精度に基づいて、3Dプリンターの解像度や精度を選択します。カタログに記載されている積層ピッチが小さいほど表面が滑らかになります。

・材料のサポート

使用したい素材に合わせて、3Dプリンターを選択します。3Dプリンターの主な材料には金属と樹脂があり、それぞれ対応する3Dプリンターも異なります。

・印刷速度

プロジェクトのスケジュールに対応するために十分な印刷速度を持っているかどうかも確認が必要です。

・ソフトウェア

3Dモデルの設計から印刷までのワークフローに合わせて、適切なソフトウェアを選択します。ソフトウェアは3Dプリンターにデータを送るために必要とされるもので、使用を想定するソフトウェアがプリンターと連携できるかどうかを確認しておく必要があります。

◇造形方式・素材を決める

３DプリンターにはFDM/FFF方式、SLA/DLP方式、インクジェット方式、SLS方式など、異なる造形方式があり、用途に合った造形方式を選びます。例えば、高精度なモデルが必要な場合はSLA/DLP方式が適する可能性が高いです。

また、３Dプリンターで扱える素材は機種によって異なります。素材の特性や強度、耐熱性、透明性などに基づいて、プロジェクトに適した素材を選択します。用途に応じてプラスチック、金属、アクリル、ナイロンなどが選択肢です。

3Dプリンター素材の種類と特徴を理解しよう

3Dプリンターの素材には、強度や耐熱性、透明性など、さまざまな特性をもつものがあります。用途に合わせて、適切な素材を選ぶことが重要です。

◇ABSライク樹脂

ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）ライク樹脂は、プラスチック系の3Dプリンター素材で、広く使用されています。強度と耐熱性があり、3Dプリンターでの製造に適しています。主に試作品の製作、ミニチュア模型、プラスチック製部品、および台座などに使用します。

◇光硬化性アクリル樹脂

光硬化性アクリル樹脂は、透過性が高く、クリア（半透明）な材質が特徴です。中空部品の内部構造の可視化や、複数部品を一体化する試作品などに適しています。高精細なフィギュアからデザインモックアップまで幅広く利用されていますが、紫外線による変色や湿気・熱による劣化があるため、長期間使用する部品には注意が必要です。

◇ナイロン樹脂

ナイロン樹脂は、耐熱性と耐衝撃性に優れた素材です。粉末焼結方式を使用して3Dプリンターで加工することができ、試作品、工業製品、医療モデルなどの製造に適しています。素材の価格が比較的安価であり、強度と耐久性を求めるプロジェクトに適しています。

◇金属

3Dプリンターの素材には金属を使用できる製品もあり、主に粉末焼結方式で使用されます。金属製品は非常に頑丈で、耐熱性も高いため、金型、工業製品、アクセサリーなど、多くの用途に使用されます。一方で、金属の3Dプリントは素材の価格が高価なことがデメリットです。

業務用3Dプリンターは、大規模な用途や製造業向けに適しており、高価で大型ですが、精度や素材の選択肢が豊富です。一方、家庭用3Dプリンターは個人向けで比較的安価でコンパクトなサイズとなっています。業務用3Dプリンターは高品質な造形物を作成し、多種多様な素材を扱えるため、コストがかかりますが、高度な用途に対応します。

業務用3Dプリンターは製造業、建築業、医療業界などで幅広く活用されています。製造業では試作品の迅速な製作やカスタマイズされた部品の製造に利用され、新製品の開発サイクルを効率化し、小ロット生産に適しています。建築業では建築モデルやプロトタイプの制作に使用され、デザインの詳細な検討や顧客へのプレゼンテーションに役立ちます。医療業界では医療モデルや患者固有の医療デバイスの製造に活用され、患者の個別ニーズに対応します。

業務用3Dプリンターを選ぶ際には、主要な用途、仕様、造形方式、素材を検討します。用途に応じて3Dプリンターの性能や機能を選択し、必要な機能や性能を明確にすることが肝心です。また、造形方式や使用する素材もプロジェクトに合わせて選び、3Dプリンターを最適に活用しましょう。