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3Dプリントとは?方法、材質、仕組み

イグスの耐摩耗性樹脂を使用した3Dプリントについて

3Dプリントの方法 (積層造形法)

イグリデュールを使用した積層造形法

3Dプリントで作れる耐摩耗性部品

耐摩耗性3Dプリント部品

3Dプリント部品の摩耗試験データ

3Dプリント部品の摩耗試験データ

3Dプリントで試作品/プロトタイプ

ラピッドプロトタイピング

3Dプリントとは?

3Dプリントとは、材質を層状に塗布・接着することにより、作成したデジタルデータからオブジェクトを製造することを指します。「3Dプリント」という言葉は、積層造形の代名詞として口語的によく使われます。積層造形は、機械加工のような材料を除去する除去加工とは対照的です。

本来の意味での3Dプリントとは、結合剤を噴射 (バインダージェッティング) する積層造形製造技術のことを指します。他によく使われる同義語には、付加加工ラピッド・プロトタイピングなどがあります。プラスチック用の3Dプリント方式としては、レーザー焼結法、マルチジェットフュージョン、熱溶融積層法、光造形法、および材料噴射法などがよく知られています。

3Dプリントの仕組みは?

3Dプリントでオブジェクトを製造するには、少なくとも3つのステップが必要です:

1. オブジェクトをCADなどで作成し、3Dプリンタで読み込める形式(STP/STEP)に変換します。

2. オブジェクトは層ごとにプリントされます。

3. 完成したものから粉末を除去し、必要に応じて手直し(研磨、塗装、着色など)を行います。正確な製造方法はプリント方式によって異なります。多くの方式があり、粉末状、溶融プラスチック状、流体状のいずれかの形態で造形し、光、空気、結合剤などで硬化させるかどうかで主に区別されます。用途に応じて、プラスチック、金属、セラミック、コンクリート、食品、あるいは有機材料も積層造形技術で加工することができます。

3Dプリントは何に使われていますか?

3Dプリントは、幅広い用途に使用されており、その使用範囲は日々拡大しています。試作品やモデルの生産から量産品まで、積層造形は、アートやデザインから航空宇宙産業に至る幅広い分野で採用されています。3Dプリント技術はシンプルな造形物や玩具の作成に加えて、研究所の装置の複雑な形状の構造物の部品を印刷したり、負荷のかかる機械要素や交換用パーツを製造したりするために使用されています。

産業用3Dプリントは何のためにあるの?

産業用3Dプリントは、試作品や金型、量産品の製造に利用されています。用途に応じて、柔軟性、剛性、耐摩耗性などの特別な機械的要件を満たす材質を使用します。

試作品や小ロット品を、通常の製造方法よりもはるかに迅速に作成、試験、調整できるため、産業用3Dプリントは、特に経済的に優れています。事前に計画された部品形状のみを形作る試作品とは異なり、産業向けに製造される3Dプリントモデルの全ての機械的特性を機械上で試すことができます。

産業用3Dプリンタは、必要な専門知識を持ち、定期的にモデルやシリーズを製造するためにプリンタを使用する必要がある会社でない限り、購入しても費用対効果が高くないため、3Dプリントサービスは産業用試作品の製造によく利用されています。3Dプリントサービスを提供する事業者は、必要な専門知識だけでなく、複数の3Dプリンターを保有しており、用途に応じて最適な方法を選択することができます。方法にもよりますが、レーザー焼結のような方法では、様々なお客様向けの量産品を定期的に製造し、各部品の製造コストを大幅に削減することでお客様の生産コストを下げることができるため、外部のサービスプロバイダに依頼する方がはるかに費用対効果が高くなります。

試作品や小ロット品の製造に加えて、産業用途では、射出成形で使用する金型製作も3Dプリントで作成するケースが増えています。プラスチック、セラミック、金属など、あらゆる大量生産用の金型を積層造形で製造することができます。従来の金型製造とは異なり、積層造形では、CADデータに基づいて金型を素早く簡単に作成し、直接お問合せを送信することができます。修正が必要な場合も数クリックで行えるため、従来の方法よりもはるかに早く、高い費用対効果で新しい金型を製作することができます。

3Dプリンターは、個人使用を目的としたオブジェクト印刷や3Dプリント能力を探るため、個人による購入が増えています。しかし、依然としてコストが非常に高く、使用される材料の品質も総じて低いため、選択肢は限られてしまいます。産業用3Dプリンターは、あらゆる種類の積層造形に対応し、幅広い材料を処理することができるので産業の要件に適しています。

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