3Dプリンターの仕組みを簡単に解説&できることは?活用事例を集めてみました

3Dプリンターの仕組みを簡単に解説&できることは?活用事例を集めてみました

※更新日 2019年6月22日

時々耳にする 3Dプリンター。

今後、研究が進み、さらに実用化してくる予感です。

「3Dプリンターってどんな仕組みなの?」

「3Dプリンターでできることは?」

今回は、こんな方に応える、3Dプリンター入門編の内容です。

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3Dプリンターが注目されているポイント

パソコンでデザインしたイラストから、三次元の物体を造り出しちゃうすごいマシン「3Dプリンター 」 。

企業がビジネスで活用したり、一般の人が自宅で趣味に活用したりと、だんだん身近なものになってきました。

なぜそんなに注目されているの?

・コストが多額にかかる立体物の製造を、小型の3Dプリンター1つで実現できること。

・パソコン上で、デザインを変更すれば、簡単に別パターンも製造できること

・短時間で立体物ができること

資金力で負けてしまう中小企業や、一般家庭でも、ほしい形状のモノが手軽につくれるようになるのです。

なんだか夢のような話。

なんだかドラえもんの世界の話。

もちろん、そんな簡単に「はい!できました~★」というわけにはいきませんが、従来の工程より確実に低コスト、短時間が可能になります。

3Dプリンターの仕組みを簡単に解説

3Dプリンターと一言でいっても、いろいろな方式があります。

どのような方式でも、基本的な動作の原理は、1回に1μm~数μm(1,000μm=1mm)の断面を形成し、これを積み上げていくことで立体を完成させるというイメージです。

代表的な製造方法を取り上げます。

「熱溶解積層方式」「インクジェット方式」「光造形方式」です。

<熱溶解積層方式 >

溶かした樹脂を、プリンターヘッドで押し出しながら少しずつ積み上げて立体物をつくる方法です。

メリット:装置の価格が安い。ABS樹脂が使えるため、モデルの強度が高く、耐熱性がある造形物が作れる。

デメリット:精度がやや粗く、表面がざらざらすること。積み上げの段差が目立つこと。

<インクジェット方式 >

インクジェットヘッドで細かい粒子にした樹脂を噴射し、紫外線照射で固めながら、樹脂を何層にも重ねて立体物をつくる方法。

熱溶解積層方式より、表面が滑らかに仕上がります。

メリット:表面が滑らか。複合材料を使うと、耐熱性の優れた造形物が作れる。

デメリット:直射日光で劣化する。直射日光下での長期保存は困難。

<光造形方式 >

紫外線があたると硬化する特殊な樹脂にUVレーザーを照射し、樹脂の表面に部品の断面を描いて硬化させます。

この作業を何度も繰り返し、硬化させた層を積み重ねて立体物をつくっていきます。

メリット:複雑で細かな形状でも容易に成形できる。速い。

デメリット:装置が高価。使用できる素材が限られる。 直射日光で劣化する。直射日光下での長期保存は困難。

3Dプリンターでできること~活用事例~

3Dプリンターでできることを簡単にいくつかあげていきます。

<プレゼン用資料>

商品企画の際、3Dプリンターで立体模型が準備できれば、イメージが伝わりますね(^_-)-☆

プレゼンの訴求力がはるかにアップ!

<試作品>

工業製品の設計・開発段階において、内部構造や動作状況を確認するための試作品が必要になります。

外部に試作品作成依頼を行うと、時間とコストが大きくかかります。

さらに複数パターン依頼なんてしたら…(+o+)

3Dプリンターなら金型がいりません。

複数パターンを、短期間に、低コストで作成することができます。

<家>

なんと家も建てることができるんです。

ど~ん!

(出所:winsin HPより)

5階建てのマンションです。

中国の建築用3Dプリンター技術を得意とする「Winsun」という会社が作りました。

1週間くらいでつくっちゃいました。

Winsun によると、通常の建築より「60%の資材、70%の時間、80%の労働力を削減でき、騒音も減る」とのこと。

<月のライト>

今、家で愛用している月の形をしたライトがあります。

電源を入れていない状態

白く光らせた状態

オレンジに光らせた状態

どうですか?この完成度!

まさに月そのものです。

こちらは3Dプリンターで作られたようで、月のクレーターがとてもリアルに再現されています。

素材も軽くて丈夫。

2才の子供も「おつき!」ととってもお気に入りで、よく大切そうに抱えています。


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<病院にて>

患者さんへの説明に使えます。

なかなかイラストでは伝わりにくい、身体の内部を、立体的に表現できることで、病状を伝えやすくなります。

また、手術に挑む病院のスタッフ同士で、事前の認識合わせもしやすくなります。

今回、参考にした本はこちら↓

以上、簡単にですが、3Dプリンターについてまとめました。

本記事とは別に、個人で3Dプリンターを使って製品を販売する場合の注意点もまとめております↓

個人で3Dプリンターを使える時代。製造したものを販売するときの注意点は?

とっても効率的で便利な3Dプリンター。

目的にマッチした使い方ができれば、可能性が無限大!?

それではこのへんで。

まったね!

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