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宇宙分野でも活躍！業務用3Dプリンターがつくれるものを紹介

2023/12/26

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3Dプリンターは高速化し、耐熱性や機械的特性の向上が進んでおり、製造業界での試作品制作や宇宙分野でも活用されています。国際宇宙ステーションでは部品の製作、ロケット製造ではコスト削減が実現し、宇宙食の研究も進行中です。将来的には宇宙ステーションでの食糧生産にも期待されています。業務用3Dプリンターは宇宙開発に革命をもたらしています。

業務用3Dプリンターとは？概要と使用用途を紹介

業務用3Dプリンターは、専門的な用途やプロフェッショナルな環境で利用される、高度な3Dプリンティング技術を提供する機器です。これらのプリンターは、個人や一般消費者向けの3Dプリンターよりも高性能で、精密な造形や大規模なプリント作業が可能です。

◇業務用3Dプリンターとは？家庭用の違い

業務用3Dプリンターと家庭用3Dプリンターの違いは、再現性と値段です。家庭用3Dプリンターの性能は年々上がってはいますが、業務用3Dプリンターと比べると温度調節と細かい造形パラメータにおいて劣る面があります。

業務用3Dプリンターであれば、再現性を高めつつ、材料の特性を反映した造形物を作ることも可能で、使える材料が豊富なことや、造形できるサイズも大きいなど業務用ならではの強みがあります。

さらにアフターサービスも充実しているので業務用3Dプリンターのほうが優れていると言えます。しかし、値段においては、家庭用3Dプリンターは安価で入手できますが、業務用3Dプリンターであれば1000万円以上するものもあります。

他には購入場所にも違いがあり、家庭用3Dプリンターは家電量販店やネットで購入可能です。しかし、業務用3Dプリンターは専門のサイトや法人窓口に問い合わせる必要があります。再現性、値段、購入場所のみっつが業務用3Dプリンターと家庭用3Dプリンターの違いです。

◇使用用途

業務用3Dプリンターの使用用途は、試作品の作成、最終的な実製品の製造が代表的です。実際に使用している業界として、製造業、教育関係、建築設計、医療関係、玩具、航空宇宙業界関係が挙げられます。3Dプリンターを購入する際には、用途を明確にすることが重要です。

これまで紹介した3Dプリンターの使用用途は企業向けでしたが、近年では個人利用する方も増えています。個人での使用用途としては、携帯ホルダーや便利グッズなどで、独自のデザインを製作・販売を行い、副収入を得ている人も増えています。

3Dプリンターの将来性とは？市場規模や影響を紹介

3Dプリンターの将来性は、急速に拡大し続ける市場で注目されています。この技術は、革命的な変革を多くの産業にもたらし、その影響は今後ますます大きくなるでしょう。現在の市場規模から、将来の可能性まで、3Dプリンターの将来性について解説します。

◇今後の市場規模の見込み

3Dプリンターの市場規模は2019年から順調に成長しており、今後も成長していくと予想されています。株式会社矢野経済研究所によると、2021年から2026年までの年平均成長率は24%となり、2026年には約9000億円の市場にまで成長すると予測されています。

理由は3Dプリンターの高速化や、材料の機械的特性や耐熱性が高いものが開発される見込みがあるからです。さらには試作品の制作などで活躍すると予想されており、航空、自動車、金型、医療などさまざまな業界からの需要も高まっていくはずです。

◇製造業界に及ぼす影響

製造業界では、開発時の試作品制作で3Dプリンターが活躍しており、開発期間とコストの削減、生産性の効率化を目的に、導入している企業が多くあります。製造業界での3Dプリンターの活躍について説明します。

工具

製造業界では、専用の工具を必要とするところも多く、自社の目的に沿った形で工具を作るために3Dプリンターが活用されています。軽量で耐摩性や耐熱性があるのが特徴の3Dプリンターで製作した工具は、自社の目的に沿った工具を製作するのにうってつけなのです。検討段階ではありますが、大型かつ軽量の工具ホルダーの製作を検討している企業もあります。

石油・ガス

石油・ガス業界では、従来の製造方法では数ヶ月かかる部品を3Dプリンターで製作するという活用方法がなされています。主に作られているものは掘削や水中ポンプ、コントロールバルブ、監視ロボット、スペアパーツなどです。近年では数多くの石油・ガス関係の企業が3Dプリンターを導入しているようです。

自動車産業

自動車業界で3Dプリンターを取り入れている企業として、トヨタ自動車株式会社とBMWを挙げます。トヨタ自動車株式会社では、1度廃盤になり自社で製作不可能になった部品を、3Dプリンターで製作しています。BMWでは、自動車の連続生産のためのコンポーネントを製作するために使用されており、工業化に成功しました。

宇宙分野で活躍する3Dプリンターがつくるものを紹介

宇宙分野における3Dプリンターの活用は、宇宙探査と開発に革命的な進展をもたらしています。この技術は、宇宙船や宇宙ステーションの建設から、宇宙飛行士の生活環境の向上、科学的な研究プロジェクトの支援まで、さまざまな領域で重要な役割を果たしています。

◇宇宙ステーション部品

国際宇宙ステーションでは、常に宇宙飛行士が滞在し、さまざまな実験を行なっています。その実験に必要な物資や、宇宙ステーション内の故障を治すための部品が必要です。それらを宇宙ステーション内の3Dプリンターで製作しています。

実際に宇宙ステーションへの導入が考えられているIMPERIAL3Dプリンターは、重力の影響を受けずに部品を製作でき、プリンター自体よりも大きなサイズの部品の製作も可能です。

◇ロケット

2023年3月23日に、エンジン、タンク、フェアリングなどの主要部品の約80％を3Dプリンターで製造したロケットが打ち上げられました。3Dプリンターでロケットを製作することで、部品点数を減らして製造コストを削減し、製造期間を短縮するのが目的です。ロケットの開発を行なったレラティビティ・スペースは、最終的には95％の部位を3Dプリンターで製造することを目標に掲げています。

◇宇宙食

現在は宇宙食の需要は限られていますが、今後宇宙開発が進めば、宇宙食を現地で生産する必要性が発生します。宇宙飛行士のための食糧を現地で生産するための研究と開発のために3Dプリンターは使用されており、地球の食糧問題の解決も視野に入れて、多くの研究期間や企業が参加しています。

IHIエアロスペース社が開発中の3Dプリンターでは、食材をペースト状にし、カートリッジやシリンジに入れた上で積層造形されます。こちらの機械もゆくゆくは宇宙ステーションでの活躍が期待されています。

業務用3Dプリンターは高度な3Dプリンティング技術を提供し、専門的な用途やプロ環境で使用されます。性能面では再現性や材料選択に優れ、家庭用3Dプリンターより高性能ですが、価格は高額です。使用用途は試作品や実製品の製造で、製造業、教育、建築、医療、航空宇宙など幅広い分野で利用されます。

将来性は急成長し、2026年までに市場は約9000億円に達すると予測されています。製造業界では試作品制作やカスタム工具の製作に活用され、石油・ガス業界では部品の迅速な製造が行われています。自動車業界でも3Dプリンターが導入され、宇宙分野では宇宙ステーション部品やロケットの製造、宇宙食の研究が進行中です。業務用3Dプリンターは革命的な技術で、幅広い分野で重要な役割を果たしています。