3Dプリンターについて

様々な業界で活躍する業務用3Dプリンター！活用事例を紹介

2024/04/23

業務用3Dプリンターは、現代の様々な業界に革新をもたらしています。製造業から医療、建築、教育、フィギュア製造販売業まで、その活用範囲は幅広く、製品開発から量産までの各フェーズで重要な役割を果たしています。ここでは、各業界での具体的な活用事例を紹介します。

さまざまな業界で活躍する業務用3Dプリンター

業務用3Dプリンターは、現代のさまざまな業界において、革新的な役割を果たしています。その活用範囲は幅広く、製造業から食品業界、医療分野、建築業、教育分野、そしてフィギュア製造販売業まで多種多様です。

◇業務用3Dプリンターの活用が進む業界

業務用3Dプリンターは、様々な業界で活用されています。これらの業界では、3Dプリンターを活用することで製品開発期間の短縮やコスト削減が実現することが可能です。特に食品業界では3Dフードプリンターによる高品質な料理の製作が進み、医療分野ではオーダーメイドの医療機器や再生医療における研究が加速されています。

また、建築業では建築物の模型や資材の製作に、教育分野では立体造形を通じた学習環境の向上が図られます。フィギュア製造販売業ではハイクオリティなフィギュアの製作や写真からの製作サービスが展開されるなど、各業界で3Dプリンターがますます重要な役割を果たすでしょう。

◇企画から製品製造まで幅広いフェーズで活用が進む

業務用3Dプリンターは、商品開発の初期から最終製品の製造・量産まで、重要な役割を果たしています。企画段階では、立体的なモデルを作成し、アイディアを可視化し、新しい製品コンセプトを構築するのに役立ちます。

製品の製造・量産段階では、迅速な試作品の作成により、デザインの検証や部品の組み合わせを事前に確認することが可能です。また、多品種少量生産を求められる現代においては、内製化された治具や部品の製造にも3Dプリンターが活用され、製造工程の効率化や改善が実現されています。

これにより、製品開発の時間短縮や品質向上、生産性の向上が実現され、製造業を中心に幅広い業界での活用が進んでいます。

自動車業界での活用事例

画像出典先：PR TIMES

自動車業界では、最新のテクノロジーが革新的な製品開発や生産プロセスの改善に活用されています。3Dプリンティング技術はその中でも注目を集め、車両の設計・製造・試作等のフェーズで活用されています。

◇2つのマテリアルを使用し大量の部品を作成

Objet Connex500を導入した自動車業界では、2つの異なるマテリアルを組み合わせて大量の部品を製造しています。このマルチマテリアル機能は、エラストマーやゴムライクなど、最適な特性を持つモデルを提供し、開発サイクルの低減に貢献しています。

Objet Connex500は、CADデータから直接部品をプロトタイプする機能を提供し、部品製造プロセスに革新をもたらしました。樹脂ベースの部品の生産において特に効果を発揮し、部品の剛性やスタイリングの概念設計に幅広く活用されています。

◇最大造形サイズのFDM方式3Dプリンターでモデルの製造

商用車の分野では、顧客の多様なニーズに対応するため、カスタマイズされたモデルの製造が重要視されています。日野自動車が披露した「FlatFormer」は、動力と空間の分離により稼働時間を最大化し、学習や作業、環境、健康などの分野で多彩なサービスを提供することを目指しています。

このモデルの製造には、自動車産業向けの大型製品の造形に適した、ストラタシスの最大造形サイズのFDM方式3Dプリンター「Stratasys F900™」が採用されました。さらに、このコンセプトモデルに搭載された「エアレスタイヤ」モデルは、クッション性を維持しつつ、タイヤの空気確認から解放される画期的な設計です。

航空業界での活用事例

航空業界でも3dプリンターは、幅広く活用されています。部品一つ一つの強度や精度が求められ航空業界においても、製造プロセスの効率化や部品の軽量化、新しい設計の可能性の追求など、航空機技術の進化に貢献しています。

◇ボーイング

ボーイングは、航空業界において革新的な3Dプリンティング技術を積極的に活用しています。特に、B787ドリームライナーでは、2017年に初めて3Dプリンタで作製したチタン製部品を採用し、その革新性を示しました。

さらに、B777の後継機であるB777Xには、GE社製のエンジン「GE9X」に搭載される部品にも3Dプリンティングが活用されています。温度センサーや燃料ノズルなど、約300点に及ぶ部品が3Dプリンタで作製され、2020年1月にはテスト飛行が成功裏に終了しました。

◇JAXA

JAXA（宇宙航空研究開発機構）の活用事例としては、早稲田大学との共同研究によって開発されたネジを使用しない人工衛星が挙げられます。この人工衛星の開発では、3Dプリンタを活用することで、試作から実験、改良までのプロセスを迅速に進めることができました。

この取り組みは、将来的には人工衛星自体が3Dプリンタで作られる可能性も示唆しており、JAXAはその先進性を通じて宇宙技術の発展に貢献しています。

◇エンジン試作

エンジンの開発において、セスナ・ディナリなどのプライベートジェットに搭載されるターボプロップエンジンでは、構成部品の1/3以上が3Dプリンターで製作されています。3Dプリンターの利点は、型が不要であり、3Dデータから直接製造できることです。

そのため、設計から試作、製造までのプロセスが大幅に短縮されました。従来、6年かかるとされるエンジン開発が、この手法によりわずか2年で達成しています。

医療業界での活用事例

医療業界では、3Dプリンティング技術がさまざまな革新をもたらしています。歯科矯正治療や義足の作成など、様々な分野で3Dプリンターが活用され、従来の製造方法とは異なる効率的で精密な製品が生み出されています。

◇義足の作成

医療業界では、3Dプリンターを活用した義足の製作が注目されています。この取り組みにより、従来高額だった義足が手の届く価格で提供される可能性が広がるでしょう。3Dソフトとプリンターを使用して精密な形状を作り出し、試着や修正を繰り返すことで、体に適合した義足を作ることが可能です。

AIを活用した修正データの蓄積により、義肢装具士が不在でも製作が可能になり、価格も抑えられる見込みです。

◇マウスピースの作成

歯並び治療では、従来の歯型モデル製作方法に代わり、3Dプリンターが活用され、歯科矯正治療の効率化が図られています。特に、マウスピース型矯正装置の製作において、従来の手法では必要だった粘土や石膏を使った手作業が不要になり、患者と医療従事者の負担が軽減されました。

この技術の導入により、治療のスピードや精度が向上し、歯科矯正治療の質の向上に貢献しています。

業務用3Dプリンターは、製造業から医療分野、建築業、そして教育やフィギュア製造販売業まで、幅広い業界で革新的な役割を果たしています。これらの業界では、3Dプリンターの活用によって製品開発期間の短縮やコスト削減が実現され、特に食品業界や医療分野では高品質な料理の製作やカスタムメイドの医療機器の製造が加速しています。

建築業では模型や資材の製作に、教育分野では学習環境の向上に貢献し、フィギュア製造販売業ではハイクオリティな製品の製作が展開されています。

業務用3Dプリンターは企画段階から製品製造・量産まで幅広いフェーズで活用されており、立体的なモデルの作成や試作品の製造によってデザインの検証や部品の組み合わせを事前に確認することが可能です。さらに、多品種少量生産を求められる現代においては、内製化された治具や部品の製造にも3Dプリンターが活用され、製造工程の効率化や改善が実現されています。

自動車業界では、2つの異なるマテリアルを組み合わせた大量の部品の製造やカスタマイズされたモデルの製造が注目されています。航空業界では、ボーイングやJAXAなどが革新的な3Dプリンティング技術を積極的に活用し、部品の製造や人工衛星の開発に貢献しています。医療業界では、義足やマウスピースなどの製造において、3Dプリンターが効率的で精密な製品の製作を可能にし、治療の質の向上に寄与しています。