3Dプリンターは、2次元のデータから現実に3Dプリントできるので、ビジネスや個人の趣味などの幅広い場面で使用されています。
ただ、そんな3Dプリンターについてあまり詳しくないという人も少なくないでしょう。
そこで、今回は3Dプリンターとは何かというところから、3Dプリンターの仕組みやできることなどを解説していきます。
3Dプリンターとは
3Dプリンターとは、主にプラスチックや樹脂を使って様々な立体物を作ることができる機械です。新聞の印刷技術を応用する形で、プラスチックの造形を行うため、3Dプリンターと呼ばれます。
3Dプリンターはデータさえ用意できれば、複雑なプラスチックの造形物を自動で作成可能です。よって、ビジネスで積極的に取り入れられています。また、比較的安価な家庭用の3Dプリンターもあり、個人が趣味で使用することも珍しくはありません。
3Dプリンターの仕組み
3Dプリンターで主流となっている仕組みは、FDM（熱溶解積層）方式と呼ばれます。細長い棒状になっているプラスチックのフィラメントを、熱を生み出すノズルに通して造形を行っていく仕組みです。
プラスチックは熱を加えると溶け、冷えると固まるという性質を持っています。その性質を利用して、ノズルで溶かしたプラスチックを、データの通りに射出していく形です。基本的には、0.1mm程度の薄い層を積み重ねていき、大きな造形物を完成させます。
その他には、液状になったプラスチックにレーザーを当てて硬化させ、形を作る仕組みや、インクジェットプリンターの要領で、液体のプラスチックを飛ばして硬化させる仕組みなどが代表的です。
3Dプリンターでできること
3Dプリンターは、短時間で手軽にプラスチックモデルを作ることができる製品ですが、具体的には下記のものを作ることが可能です。
- おもちゃ
- フィギュア
- アクセサリー
- ルアー
などを3Dプリントすることができます。
その他には、
- 製造に使う型
- 規格を確認する治具
- 製品サンプル
- 建築物のモデル
など、ビジネスで利用するものも作成することができます。
製品サンプルや型、治具はいずれも、他の製品の作成に役立つ道具です。また、3Dプリンターで製造したプラスチックモデルに着色を施し、製品として完成させることも珍しくありません。造形した後の仕上げ工程が少なければ、3Dプリンターを用いて量産することも不可能ではないでしょう。
3Dプリンターを使う手順
3Dプリンターを使用する場合、まずはモデルの元となる3Dデータが必要です。CADソフトを使って、3Dモデルを作らなければなりません。
そして、そのデータを3Dプリンター用に変換させ、スライスソフトで輪切りのデータを作ります。その輪切りデータを元に、3Dプリンターが層を積み重ねていく形です。輪切りデータができれば、3Dプリンターに送信します。
3Dプリンターの機種によっては、パソコンと有線やWi-fiで接続する他、USBメモリ経由で送信するという方法も選択可能です。
3Dプリンターにデータを送れたら、フィラメントをセットして、本体のスタートボタンを押します。そうすると、自動で造形が進んでいくため、終わるまで待ちましょう。造形が完了すれば、土台となっているプレートから造形物を剥がし、ひとまずは完成です。ただ、サポート材が作られている場合は、それを取り除かなければなりません。サポート材は格子状になっているため、ニッパーなどの工具を使って切り取ってください。また、表面に層ごとの凹凸ができていることが多いです。したがって、ヤスリで研磨をして、その凹凸をなくしましょう。
スタッフがおすすめする3Dプリンター3選
市販されている3Dプリンターの種類は非常に豊富で、それぞれの機能も多種多様です。
その中でも、特におすすめできるものを3つ紹介していきます。
| 3Dプリンター名 | 価格(税込) | 造形サイズ |
| Raise 3D Pro3 | 1,012,000円 | 300×300×300mm |
| Adventurer4 | 98,450円 | 220×200×250mm |
| Form3＋ | 754,600円 | 145×145×185mm |
Raise3D Pro3
3Dプリンターメーカーの中でも知名度がある、Raise3D社の製品です。ビジネスと個人使用を問わず高い人気があるため、どの3Dプリンターを選べば良いのか迷うという人におすすめします。安定した稼働を実現できるスペックを備えているため、細かな造形にも使用可能です。
そして、2つのノズルを同時に使用できる、デュアルヘッドという特徴を持っています。ノズルをそれぞれ独立稼働させた、同じモデルの複数造形や、異なるフィラメントを組み合わせた特殊な造形などが可能です。さらに、Raise3D社製以外のフィラメントも使えるという汎用性の高さも、大きな魅力と言えるでしょう。
Adventurer4
FLASHFORGE社を代表する3Dプリンターで、1分で200度まで加熱できる性能が強みです。造形可能になるまでの時間が短いため、効率的に使えるでしょう。また、ワンプッシュで交換できるノズルや、タッチパネルによる操作などによって、使いやすいのも特徴です。
そして、コンパクトなサイズであるため、色々な場所に設置できます。造形中は正面の扉だけでなく、左右の窓からも中を見られます。したがって、造形の状態を確認しやすく、万が一失敗していたとしても、いち早くやり直しができるでしょう。
Form3＋
Form3＋はシングルヘッドだとそこまで大きい造形はできませんが、ダブルヘッドにすることで少し大きな造形も可能になります。
また、値段はRaiseシリーズより手を出しやすい価格でクオリティはAdventurer4をかなり上回る綺麗な造形ができます。
アラート機能やリモート機能という便利な機能も多々搭載されているので、今までの3Dプリンターより便利に効率よく3Dプリントすることが可能です。
楽にたくさん3Dプリントしていきたいという個人にもおすすめな3Dプリンターとなっています。
3Dプリンターを効率良く使うコツ
3Dプリンターを使用する場合、必要な作業をなるべく減らし、短時間で造形を完了させることが望ましいです。そこで、3Dプリンターを効率良く使うためのコツを、いくつかご紹介します。
データの段階でモデルの配置を工夫する
3Dプリンターで使用するデータを作成する場合、どの向きで造形をするのかを決めることが可能です。その向きを工夫することで効率的な使い方ができるでしょう。基本的には、造形面積は狭いことが望ましいです。3Dプリンターで面積が広い造形をする場合、反りを防ぐために、造形用の土台であるラフトを作らなければなりません。また、造形途中にバランスが悪くなる向きだと、安定させるためにサポート材を使用する必要性が出てきます。
いずれの場合も、ラフトやサポート材の造形にかかる時間が加算されるため、効率が良くありません。また、造形完了後に、ラフトまたはサポート材を取り除き、形を整えるという作業が必要となります。その作業の手間を省き、短時間で完成させるために、ラフトとサポート材が必要ないような向きで造形をしましょう。
効率的な3Dデータ作成方法を選ぶ
3Dプリンターで使用するデータを作成する場合、複数の選択肢から選べることが多いです。そして、中には、既存の設計データを使ったり、既存の造形物をスキャンしたりする方法もあります。
そのような方法であれば、短時間で効率的にデータを作成できるでしょう。必ずしも、一からモデルデータを作る必要はありません。状況に応じて、手軽に造形ができる方法を選ぶのが、効率化のコツです。
3Dプリンターに最適なデータに作り変える
既存の設計データやスキャンしたデータを使用する場合、そのデータの中に、3Dプリンターには必要のない要素が含まれている可能性があります。そのデータを取り除いて簡略化することで、3Dプリンターを効率的に稼働させられるでしょう。
また、必要に応じて、3Dプリンターに最適な形にデータを作り変えることも大切です。そうすれば、より正確な造形が可能で、失敗してしまうリスクを抑えられます。やり直しの手間が省けるため、効率化に繋がるでしょう。
3Dプリンターを駆使して最新技術で造形をしよう
3Dプリンターを使用すれば、人の手では難しいような細かな造形ができます。また、手軽に試作品を用意したり、短時間で量産したりすることも不可能ではありません。したがって、3Dプリンターの基本的な内容を把握して、積極的に導入すると良いでしょう。
