3Dプリンティングの種類

アディティブ・マニュファクチャリングとしても知られる3Dプリンティングは、デジタル3Dモデルに基づいて材料を層ごとに堆積させることで物理的なオブジェクトを作成することができる。アプリケーションの要件に応じて、さまざまな3Dプリント技術と材料から選択できます。この包括的なガイドでは、最も一般的な 3Dプリンティング の種類、主な特徴、適した用途、長所と短所を紹介し、適切な3Dプリント方法の選択に役立てます。

主な3Dプリンティング手法の概要

ここでは、最も人気のある3Dプリント技術と利用可能な材料を比較します：

この表は、主要な3Dプリンティング技術、使用材料、特性、および代表的な用途をまとめたものです。各3Dプリンティングタイプのより詳細な検証については、次をお読みください。

溶融堆積モデリング（FDM）

溶融積層造形(FDM)は、ホビイストにもプロフェッショナルにも使用されている、最も一般的で手頃な3Dプリンティング技術です。

FDM 3Dプリンティングの仕組み

FDMプリンティングは、熱可塑性フィラメントを加熱して半液体状態にし、プリントベッド上に層ごとに堆積させることで機能する。層が堆積するにつれて、それらは融合し、最終的な3Dオブジェクトを生成するために固化します。

FDM 3Dプリンタの主要コンポーネント：

• プリントヘッド - 溶けたプラスチックを押し出す
• プリントベッド - オブジェクトをプリントするための静的なベースを提供します。
• フィラメント - プラスチックワイヤーのスプールとして供給される原料
• 制御システム - プリントヘッドをガイドし、プラスチックを正確に付着させます。

最も一般的に使用されているフィラメント素材は以下の通りである：

• PLA (ポリ乳酸) - 印刷が容易で、FDMに最も適した素材。
• ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン） - やや柔軟で耐久性のあるプラスチック
• PETG（Polyethylene Terephthalate Glycol） - ABSの強度とPLAの透明性を併せ持つ。

FDM印刷の利点

低コスト： プリンターも材料も、他の3Dプリンティング技術に比べて非常に手頃な価格だ。趣味用のプリンターはわずか数百ドルからある。

シンプルな操作： FDMプリンターはセットアップも使い方も簡単です。完成したプリントに複雑な後処理は必要ありません。

素材の選択： プラスチック、コンポジット、フレキシブル、さらには溶解可能なサポートなど、フィラメントにはさまざまな種類がある。

FDM印刷の限界

より低い解像度： レイヤーの高さは約0.1～0.3mmで、斜面やカーブでは階段状になる。

弱い層間結合： 層間の化学融合がないため、応力下で層が剥離する可能性がある。

限られたジオメトリー： FDMではサポート材が必要なため、密閉されたボイドやアンダーカットを作ることはできません。

ワープする： PLAやABSのような熱可塑性プラスチックは、冷却時に収縮し、角の反りの原因となる。

FDMプリンターメーカー

FDM 3Dプリンターの主要メーカーには、以下のようなものがある：

• メーカーボット
• アルティメーカー
• プルサ・リサーチ
• フラッシュフォージ
• レイズ3D
• クラフトボット

また、CrealityやArtilleryのようなホビー向けの3Dプリンターキットも数多くあり、非常にお買い得だ。

FDM印刷アプリケーション

プロトタイピング - デザインプロトタイプや概念実証を素早く反復するのに適しています。

教育 - FDM 3Dプリンターは、学校や大学の教育現場で人気があります。

工具 - 治具、固定具、ガイド、その他の製造ツールの印刷に使用できます。

趣味の印刷 - FDMは、模型、コスプレの小道具、ミニチュア、ガジェットなどの製作に利用されている。

最終用途部品 - 最終部品の製造に使用でき、高い精度や表面仕上げを必要としない部品に最適。

ステレオリソグラフィー（SLA）印刷

ステレオリソグラフィー（SLA）は、紫外線を照射すると固化するフォトポリマーを使用する3Dプリンティングの一形態です。SLAは非常に正確で滑らかなパーツを作ることができるため、詳細なモデル、ジュエリー、歯科用アライナー、医療機器に最適です。

SLA印刷の仕組み

SLAプリンティングは、液状のフォトポリマー樹脂の槽から始まる。レーザービームが樹脂表面に各層のパターンをトレースし、露出した部分を固化させる。ビルドプラットフォームが持ち上がり、印刷されたレイヤーを桶から分離し、次のレイヤーのために新しい樹脂を流し込む。

SLAプリンタの主要コンポーネント：

• UVレーザー - 樹脂を層ごとに選択的に硬化させる
• 樹脂バット - 液状のポリマー樹脂が入っている
• ビルド・プラットフォーム - 各層が印刷された後に上昇する
• 樹脂タンク - 樹脂の貯蔵と供給

一般的に使用されるSLA樹脂には次のようなものがある：

• 標準的なフォトポリマー - 正確で中程度の強度を持つ部品
• 耐久性と柔軟性に優れた樹脂 - より堅牢な部品用
• キャスタブル樹脂 - 金属鋳造のためにきれいに燃え尽きる

SLA 3Dプリンティングの利点

優れた精度 - レイヤー分解能0.025mmまで、滑らかな表面を持つ高精細パーツを製造可能。

優れた機械的特性 - 印刷された物体は等方性で、射出成形部品に匹敵する強度を持つ。

多様な樹脂 - 硬質から軟質、さらには生体適合性まで、樹脂の特性を選択できる。

サポート不要 - 複雑な形状の印刷を可能にするため、樹脂槽は印刷中に一定のサポートを提供する。

SLA印刷の限界

少量生産 - SLAプリンターの最大印刷サイズは一般に小さい（1立方フィート未満）。

後処理が必要 - 印刷された部品は洗浄し、UVライトで硬化させなければならない。

樹脂の毒性 - フォトポリマーの中には、危険な成分や刺激物を含むものがある。

樹脂コスト - 材料はFDMフィラメントよりかなり高価だ。

人気のSLAプリンターブランド

主要なSLA 3Dプリンターメーカーには次のようなものがある：

• フォームラブズ
• ピーポリー
• エニキュービック
• フローズン
• クリーリティ
• エレグー

ホビー用とプロ用の両方のSLA 3Dプリンターを提供しているところも多い。

SLA印刷の用途

ジュエリー - 細部にまでこだわったジュエリーやマスターパターンの製作に最適。

歯科 - サージカルガイド、歯列矯正用模型、アライナーの製造に使用。

モデル製作 - 精度の高い建築模型、ミニチュア、アクションフィギュア。

医療機器 - カスタマイズされた補綴物、インプラント、外科医用の実物そっくりの解剖学的モデルに適しています。

鋳造パターン - インベストメント鋳造は、SLA樹脂パターンから金属製の最終使用部品を製造することができる。

選択的レーザー焼結(SLS)

選択的レーザー焼結（SLS）は、レーザーを使用して粉末材料を融合し、3Dオブジェクトを製造します。SLSプリンターでは、プラスチック、金属、セラミック、複合材料の粉末を幅広く選択でき、機能的なプロトタイプや最終用途の部品を作成できます。

SLS3Dプリンティングの仕組み

SLSプリンティングは、粉末材料で満たされたチャンバー内で行われる。レーザーが3Dモデルに基づいて必要な箇所で粉末粒子を選択的に溶融し、融合させる。その後、プリント・プラットフォームが下がり、新しい粉末の層が上から転がされる。このサイクルは、パウダーベッドに完全なオブジェクトが造形されるまで繰り返される。

SLSプリンターの主要コンポーネント：

• CO2レーザー - 粉体を選択的に溶融
• パウダーベッド - 原料粉末の貯蔵と供給
• ローラー：各層に新しいパウダーを散布する
• ヒートランプ-パウダーを融点直下で予熱する

一般的なSLS材料には以下のようなものがある：

• ナイロン (PA 12) - 強力で耐久性のある部品に最も使用されるプラスチック
• アルミド - ナイロン・アルミニウム複合フィラメント、金属に似る
• TPU、PEBA - ゴム状部品のための柔軟な材料
• PEEK、PEKK - 高性能熱可塑性プラスチック、耐熱性/耐薬品性
• ステンレス鋼 - 高強度最終金属部品用

SLS印刷の利点

ファンクショナル・ストレングス・パーツ - 等方性に近い特性は、機能的なプロトタイプや最終用途の部品を可能にする。

複雑な幾何学 - パウダーベッドで印刷することにより、自己支持形状や格子構造が可能になる。

素材の選択 - SLSは、さまざまな金属、プラスチック、ポリマー、複合材料、セラミックを加工できる。

サポート不要 - 周囲のパウダーそのものが印刷中の支持体として機能する。

SLS印刷の欠点

粗い表面 - パウダーベースの印刷は、二次仕上げを必要とする粒状の表面仕上げとなる。

大型設備 - SLSプリンターは、他の技術に比べてかなり大きく重い。

材料費 - パウダー素材はフィラメントに比べて高価だ。

後処理 - 未溶融の粉末は、使用前に印刷部品から除去する必要があります。

SLSプリンターメーカー

著名なSLS 3Dプリンター企業には次のようなものがある：

• 3Dシステムズ
• イーオーエス
• ファルスーン
• プロドウェイズ
• リコー
• シェアボット
• シントラテック

工業用SLSプリンターとデスクトップSLSプリンターの両方が利用可能です。

SLS印刷の用途

ファンクショナル・プロトタイピング - 装着、組み立て、性能テスト用の作業モデルの作成に使用。

製造ツール - 生産ラインの治具、冶具、検査ゲージなどを印刷します。

最終用途部品 - 航空宇宙産業や自動車産業はSLSを使用して完成部品を製造している。

バイオメディカル - SLSはカスタマイズされたインプラント、足場、医療器具を作ることができる。

建築 - SLSプリンティングで作られた建物、地形、地形の詳細なスケールモデル。

マルチ・ジェット・フュージョン（MJF）技術

マルチジェットフュージョン（MJF）は、HPが開発したパウダーベッド3Dプリントプロセスである。MJFは、インクジェットプリントヘッドのアレイを使用し、粉末層に定着剤と細部処理剤を選択的に付着させる。MJFは、優れた部品品質で生産的かつスケーラブルな製造アプリケーションを可能にする。

MJF 3Dプリンティングの仕組み

MJF印刷プロセスは、SLSとよく似たパウダーベッドチャンバー内で行われる。インクジェットプリントヘッドは、部品が固化すべき場所に定着剤を選択的に堆積させる。その直後に、エッジの鮮明さと表面の平滑性を向上させるディテーリング剤が塗布される。その後、パウダーが再コーティングされ、完全なオブジェクトが印刷されるまでこのサイクルが繰り返される。

MJFプリンターの主要コンポーネント：

• HPサーマルインクジェットヘッドの配列
• ナイロン・プラスチック・パウダーを保持するパウダー・ベッド
• パウダーベッドを予熱するIRランプ
• フレッシュパウダーを塗るローラー

MJFのプリンターは、強化された弾性、強度対重量比などの特性を持つ、さまざまなグレードのPA12ナイロン粉末材料のみを使用しています。

MJF 3Dプリンティングの利点

高い生産性 - 印刷速度が非常に速いため、最終用途の部品を大量生産できる。

優れた機械的特性 - 射出成形ナイロンと同等以上の等方性を持つ。

ハイ・ディテール - プリンターから取り出してすぐに、プリントの特徴がはっきりし、表面仕上げも良い。

規模の経済 - MJFの生産コストは、生産量が多いほど大幅に削減される。

MJF技術の限界

単一素材 - 複合材料も開発されているが、現在はナイロン・プラスチックに限られている。

大型設備 - MJFプリンターは設置面積が大きく、重い。

後処理 - 未溶融の粉末は、使用前に印刷部品から除去する必要があります。

高いイニシャルコスト - 産業グレードのMJF 3Dプリンターはかなりのコストがかかる。

MJFプリンターモデル

HPには現在3機種のMJFプリンターがある：

• HP Jet Fusion 3200/4200 - プロトタイピングおよび小ロット生産用
• HP Jet Fusion 5200 シリーズ - フルスケール製造に最適化
• HP Metal Jet S100 - 金属部品の大量生産用

MJF 3Dプリンティングの用途

マス・カスタマイゼーション - 10個から1000個までの同一部品の効率的なロットサイズに最適です。

自動車 - 治具、固定具、流体システム部品、ヘッドランプなどの製造に使用。

消費財 - 電子機器、履物、家庭用品、スポーツ用品などの最終用途部品を大量生産する。

工業生産 - コンベヤーガード、組立治具、ジグ、工場設備などの生産ライン工具を印刷する。

バインダージェッティング技術

バインダージェット3Dプリンティングは、粉末粒子を接合するために選択的に堆積させた液体接合剤を使用します。産業用の大型金属部品や砂型部品の高速かつ低価格なプリントを可能にします。

バインダージェット印刷の仕組み

バインダージェットプロセスは、ビルドプラットフォーム上に粉末の薄い層を広げる。インクジェットプリントヘッドは、固化すべき部分にバインダー液の液滴を吐出します。バインダーは粉末の粒を結合し、層ごとに固形物を形成する。

バインダージェットプリンタの主要コンポーネント：

• プリントヘッド - 結合液の付着
• パウダーベッド - 原料粉末を保持
• ローラー：各層に新しいパウダーを散布する
• 硬化炉 - 印刷後のグリーンパーツを硬化させる

バインダージェッティングは、以下のようなあらゆる粉体を使用することができる：

• ステンレス・スチール粉 - 最終金属部品に最も一般的
• 砂 - 印刷金型および中子用
• 陶芸 - 彫刻や装飾品の製造
• 石膏 - 建築装飾用

バインダージェット印刷の利点

高速 - パーツの複雑さや数量に関係なく、印刷時間が非常に速い。

低廃棄物 - 未結合のパウダーは再利用でき、材料の節約につながる。

大型部品 - 最大1立方メートルまでの大量印刷が可能。

素材の柔軟性 - 金属、砂、セラミック、複合材など、幅広い種類の印刷が可能。

バインダー・ジェットの限界

低解像度 - プリントは、液体の飽和限界のため、粒状の表面仕上げとなる。

後処理 - 金属部品の完全な密度と特性を達成するために必要な焼結。

異方性 - 機械的特性は製造方向によって異なる。

寸法精度 - 焼結中の印刷部品の収縮は精度に影響する。

主なバインダージェッティングプリンターメーカー

バインダージェット3Dプリンティングシステムを製造している企業には、以下のようなものがある：

• エクスワン
• デジタル・メタル
• デスカム
• ボクセルジェット
• デスクトップ・メタル
• GEアディティブ

産業用とオフィス用のバインダージェットプリンターがある。

バインダージェット3Dプリンティングの用途

金属鋳造 - 複雑な金属オブジェクトのインベストメント鋳造用に印刷された砂型と中子。

工具 - プラスチック射出成形用の軽量で低コストのバインダージェット金型。

シリーズ制作 - 小ロット製造用のステンレス鋼バインダージェッティング。

建築 - 芸術家たちは、複雑な装飾を施した石細工や装飾品、彫像を制作するために使用する。

教育 - 学校が金属3Dプリントを導入するための手頃な方法。

材料噴射技術

マテリアル・ジェッティングは、フォトポリマー材料の微小な液滴を堆積させ、対象物を層ごとに造形する3Dプリンティング手法である。他の技術にはないマルチマテリアル・プリンティングや複雑な形状の造形が可能です。

マテリアル・ジェッティングの仕組み

マテリアル・ジェット・プリント・ヘッドは、体積1ピコリットルの小さな液滴でフォトポリマー材料を選択的に堆積させる。UVランプは、印刷される各層を瞬時に硬化させる。ビルドプラットフォームが下がり、次のレイヤーを印刷できる。支持構造も、取り外し可能なゲルを使用して印刷される。

マテリアル・ジェット・プリンターの主要コンポーネント：

• プリントヘッド - 液滴を噴射する圧電インジェクター
• UVランプ - 堆積した材料を瞬時に硬化させる
• 材料トレイ - 液状フォトポリマーを入れる
• ソフトウェア - 素材の配合をコントロール

一般的な噴射材には次のようなものがある：

• 硬質プラスチック樹脂 - 丈夫で詳細なモデル用
• ゴム状樹脂 - 弾性特性を持つ柔軟な部品
• 透明な素材 - 透明なモデルと光学部品
• ワックス、ゲルサポート - 印刷後、溶解する。

マテリアル・ジェッティングの利点

マルチマテリアル - 1つの部品に異なる樹脂やグラデーションを印刷する能力。

ハイ・ディテール - 16～30ミクロンの薄い層で極めて滑らかな表面仕上げ。

多様な素材特性 - 硬質プラスチックから模擬ポリプロピレンへ。

複雑な形状 - サポートゲルを印刷することで、密閉されたボイドやアンダーカットを作ることができる。

マテリアル・ジェッティングの欠点

小型 - 通常は1フィート以下の小さなモデルやパーツに限定される。

材料費 - 印刷材料は、他の3D印刷プロセスと比べて非常に高価である。

水分感受性 - 印刷部品は湿気にさらされると劣化したり反ったりすることがある。

後処理 - サポートジェルは除去する必要があり、部品はUV硬化が必要である。

材料噴射システムの主要メーカー

マテリアルジェット3Dプリンターを開発する著名な企業には、以下のようなものがある：

• ストラタシス
• 3Dシステムズ
• ザール
• ボクセルジェット
• エンビジョン・テック
• ダウ・デュポン

このプリンターは商業用および工業用に設計されている。

マテリアルジェットの用途

プロトタイピング - マルチマテリアル特性や微細なディテールを必要とするコンセプトモデルに最適です。

製造業 - 最終用途部品の小ロット生産に使用され、少量の複雑な形状に適しています。

メディカル - 手術ガイド、リアルなテクスチャを持つ解剖モデルが印刷される。

歯科 - マルチマテリアル噴射により、リアルな補綴物や歯列矯正用アライナーが作製できます。

消費者 - パーソナライズされたファッションアクセサリー、携帯電話ケース、靴が3Dプリントされる。

自動車 - ガスケットのような細かいプラスチックやゴムの部品を作る。

航空宇宙 - 複雑な形状を印刷した軽量の非構造部品。

正しい3Dプリンティング技術の選び方

3Dプリンティングの種類は非常に多いため、用途に最適な方法を判断するのに迷うことがあります。ここでは、選択プロセスの指針となる重要な基準をいくつか紹介します：

印刷の目的 - プロトタイプ、ビジュアル・コンセプト・モデル、機能テスト部品、最終製品？異なる目標には異なる技術が適しています。

部品サイズ - デスクトップ・プリンターは造形量が小さい。より大きな部品には産業用システムをご検討ください。

部品形状 - 密閉された空洞、アンダーカット、表面仕上げ、寸法精度の要件を評価する。

マテリアル・ニーズ - 強度、耐熱性、柔軟性などの材料特性を用途に合わせる。

予算 - 産業用3Dプリンターは設備コストが高い。材料費のような運用コストも考慮に入れてください。

スピードとスループット - MJFやバインダージェッティングのように、他の技術よりもはるかに速い技術もある。

後処理 - サポート除去、表面仕上げ、粉体回収などの二次的な労力とコストを比較する。

技術的専門知識 - FDMのような単純な方法は、SLSやマテリアル・ジェッティングよりも訓練が少なくて済む。

特定の用途について上記の基準を評価することで、適切な3Dプリント技術のリストを大幅に絞り込み、最適な方法を選択することができる。プロトタイピングと大量生産では、必要なプリンターが大きく異なります。専門家の指導を仰ぐことで、正しい3Dプリンティング技術の選択がさらに容易になります。

3Dプリンティング方式の比較

ここでは、一般的な3Dプリント技術の主な違いをまとめている：

この比較表は、最も一般的な3Dプリント技術に関連する代表的な機能、性能、コストをまとめたものです。この表は、特定のアプリケーションの選択プロセスに役立つ、さまざまな方法間のトレードオフの簡単なガイドを提供します。

主な3Dプリント方法の長所と短所

各 3D 印刷プロセスに固有の利点と制限を理解することで、アプリケーションの要件に基づいて最適なテクノロジを選択できます。部品の特性、精度、コスト、速度などの主要な基準に基づいて、長所と短所を慎重に比較検討する必要があります。

3Dプリント材料のオプション

3D プリンターでは、プラスチックから金属、カスタマイズされたフォトポリマーまで、さまざまな材料が使用されます。さまざまな 3D 印刷プロセスで使用される最も一般的な材料オプションをいくつか紹介します。

プラスチック

• ABS – 強くて耐久性があり、わずかに柔軟性がある
• PLA – 丈夫で反りが少ない、バイオ由来のポリマー
• ナイロン – 優れた強度、汎用性、コスト
• PETG – 透明、低臭、ABSよりも印刷しやすい
• TPU – ゴムのような部品用の柔軟なフィラメント

フォトポリマー

• 標準樹脂 – 精度が高く、機械的特性に優れています
• キャスタブル樹脂 - 金属鋳造のためにきれいに燃え尽きる
• 耐久性のある樹脂 - 高温に耐え、強靭性
• 歯科用SG樹脂 – 生体適合性クラス1材料
• 柔軟な樹脂 - ポリプロピレンに似た弾性特性

金属

• ステンレス鋼 – 高強度用途に最も一般的に使用される金属粉末
• アルミニウム – 軽量でありながら丈夫な部品
• チタン – 生体適合性があり、耐腐食性に優れています
• ニッケル合金 – 工具の硬度と耐熱性
• 貴金属 – 銀、金、ジュエリーに適したもの

セラミックス

• アルミナ – 高い硬度、耐熱性、耐腐食性
• ジルコニア – 非常に高い強度と破壊靭性
• ハイドロキシアパタイト – 骨インプラントに使用されるバイオセラミック
• 磁器 – 芸術性の高い彫刻や装飾品

複合材料

• カーボンファイバー – カーボンで強化され、非常に高い強度を実現
• 暗闇で光る - 蓄光添加剤入り PLA
• 木材と金属の充填 - ブロンズ充填、銅充填などのハイブリッド材料。
• 磁性 – 磁性部品用の鉄粉入りフィラメント

さまざまな 3D 印刷技術にさまざまな材料が用意されているため、アプリケーションの機械的、熱的、電気的、および美的要件に正確に一致するオプションを選択できます。

3Dプリントの表面仕上げ

3D プリント部品の表面仕上げ、質感、精度は、いくつかの要因によって決まります。

• 3Dプリントプロセス – FDM、SLA、SLSなどにはさまざまな解像度があります
• 層の高さ – 層が薄いほど表面が滑らかになります
• 方向 – 部品は垂直または斜めに印刷できます
• ラスター角度 – レイヤー間のラスター方向を交互にすることで、目に見える段差が軽減されます。
• 後処理 – 研磨、研削、コーティングなどの方法で仕上がりを改善します

さまざまな 3D 印刷技術で実現された表面仕上げの比較を以下に示します。

SLA とマテリアル ジェッティングでは、最も滑らかな表面を実現できます。FDM 印刷では、表面品質を向上させるために、層の高さ、ラスター角度、仕上げを最適化する必要があります。

3Dプリントの設計ガイドライン

3D プリント用の部品をモデリングするときは、次の設計原則を考慮してください。

• 十分な強度を得るために壁の厚さを1.2～2mmに最適化します。
• 応力集中を緩和するためにフィレットとラウンドを含める
• 最適なクリアランスを備えたスナップフィット、リビングヒンジ、フレキシブルコンポーネントを設計する
• サポート材を必要とするオーバーハングを可能な限り最小限に抑える
• ビルドプラットフォーム上でパーツを最適な位置に配置してサポートを減らす
• 後処理ステップのためにアセンブリを移動する際にクリアランスを確保する
• プリンタと材料の能力に応じた設計許容範囲
• 一部のプロセスでは、密閉された空間に粉末を除去するための逃げ穴があることを確認する
• レイヤーの向きや構築方向によるプロパティの変化を考慮する

DfAM (積層造形設計) の原則に従うことで、選択したテクノロジーと材料の機能に合わせてカスタマイズされた 3D プリント可能なモデルを作成できます。

3Dプリント機器サプライヤー

プロフェッショナルな 3D プリント機器を供給しているベンダーは数多くあります。

デスクトップ 3D プリンター

• MakerBot、Ultimaker、Prusa Research、FlashForge、LulzBot、Formlabs

工業用プラスチックプリンター

• ストラタシス、3Dシステムズ、EOS、エンビジョンテック、カーボン

金属 3D プリンター

• EOS、レニショー、デスクトップメタル、マークフォージド、Xactメタル

量産システム

• HP、カーボン、デスクトップメタル、バウンドメタル

特殊プリンター

• Organovo（バイオプリンティング）、Nanoscribe（マイクロスケール）、wholmen（大規模）

プリンターキット

• Creality、Artillery、Tronxy、Anycubic

印刷サービス

• マテリアライズ、スカルプテオ、プロトラブズ、シェイプウェイズ

適切な 3D プリンターを調達するときは、プリンターのテクノロジー、構築量、材料、精度、ソフトウェアの機能、メーカーの信頼性、サービス プラン、運用コストを考慮してください。

3Dプリントのコストに関する考慮事項

3D プリントを始めるためのコストは、さまざまな要因によって異なります。

プリンターのコスト

• デスクトップFDMマシンは$300以下から
• プロフェッショナル産業用プリンターは$5,000から$1,000,000以上まであります

材料

• PLAフィラメント1kg: $20-50
• SLA用1リットル樹脂: $50-200
• 金属粉末: $100-500/kg

ソフトウェア

• TinkercadやFusion360などの無料3Dモデリングツール
• ライセンスCADソフトウェアの価格は$1000～$7000です。

後処理装置

• フィラメント、樹脂、ノズルなどのプリンター消耗品
• 平滑化、塗装、コーティング用の仕上げツール
• 金属粉末用工業用焼結炉

技術的専門知識

• オペレーターのトレーニングと学習曲線
• プロフェッショナルなエンジニアリングサポート

生産アプリケーションに 3D プリントを導入する際は、初期設備コストと継続的な運用コストの両方を徹底的に検討してください。3D プリント サービス ビューローを活用して、資本支出を回避してください。

3Dプリントサービス業者の選択

3D プリント サービス プロバイダーを選択するためのヒントをいくつか紹介します。

• アプリケーションのニーズに合わせてサポートされている印刷技術の範囲を確認する
• プロジェクトに関連する材料の専門知識を探す
• ビルドボリューム容量と生産スケーラビリティを評価する
• 従業員のスキルと提供されるエンジニアリングサポートを評価する
• スピード、配達時間、場所を考慮する
• 品質認証とサンプル部品の表面仕上げを確認する
• 価格モデルの比較: 部品ごと、数量割引、サブスクリプション
• オンラインで顧客のレビューや感想を確認する
• 後処理、仕上げ、コーティング能力を評価する
• 所有権、データ保護、機密性について話し合う
• 注文プロセス、アップロードオプション、リードタイムを理解する
• AMの設計、エンジニアリングの専門知識などのハイタッチサービスを検討してください

適切なサービス ビューローと提携することで、多額の資本投資をすることなく、さまざまな 3D プリント機能を利用できるようになります。

3Dプリントの将来展望

3D プリント技術は今後も急速に進歩し続けると予想されています。

• 産業用3Dプリンターのコスト低下と手頃な価格化
• 用途を拡大する新素材開発 - 複合材、生体材料
• 従来の製造に匹敵する表面仕上げの改善
• 3Dプリントと機械加工などのプロセスを組み合わせたハイブリッド製造
• 自動化された後処理および仕上げソリューション
• 設計、プロセスシミュレーション、最適化のためのソフトウェア強化
• 金属バインダージェッティングとマルチレーザー金属PBFを大量生産に活用
• 最終用途製造における部品の品質、精度、再現性の向上
• オンデマンド部品生産のための合理化されたワークフローとデジタル在庫
• 医療、航空宇宙、防衛における高価値の特殊アプリケーションの成長

これらのイノベーションにより、3D プリントの機能は、ラピッドプロトタイピングを超えて、産業分野全体にわたるデジタル製造へと拡大します。

結論

3D プリンティングは、試作から生産まで幅広い用途を持つ破壊的な技術へと進化しました。さまざまな 3D プリンティング プロセスの動作原理、機能、使用例、経済性を理解することは、効果的な導入に不可欠です。現在、さまざまな技術と材料オプションが利用可能になり、コストも低下しているため、今後 10 年間でさまざまな業界で 3D プリンティングの利用が加速するでしょう。企業は、競争力を維持するために、3D プリンティングによって製品開発サイクル、サプライ チェーン、製造業務をどのように改善できるかを積極的に評価する必要があります。速度、精度、再現性、部品特性の進歩により、3D プリンティングは将来のデジタル製造環境の戦略的な要素となることが期待されています。

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