ニュースなどで3Dプリンターの話題が取り上げられることが増えています。
しかし、3Dプリンターという言葉を聞いたことはあるけれど、実際にはどのような機械なのか、どのように活用されているのか分からない、という人もいるのではないでしょうか。
そこで今回は、そもそも3Dプリンターとは何か、3Dプリンターでできることや実際の価格などについて詳しく解説します。
3Dプリンターの基本的な用途
3Dプリンターとは、3次元のデジタルモデルや3CADデータを元にして物体を製造する機械です。
通常のプリンターと違い、薄い素材を重ねていき実物を作り上げることができる画期的な製品となっています。
主に企業では
- 製品のサンプル作成
- 機械に使用する部品
を作成することもあります。また、趣味として
- ハンドメイドアクセサリー
- オリジナルグッズ
の作成に利用する方も増えてきています。
通常、物体の製造を行う際には原型となる金型が必要ですが、3Dプリンターであれば、データさえあれば金型がなくても製造できるのが大きな特徴です。
家庭用の3Dプリンターを利用した動画には下記があるので、趣味で気軽に利用したいと言う方はこちらも参考にしてみてください。
3Dプリンターにも種類がある
3Dプリンターはさまざまな方式や技術を用いて製造されていて、その方式により異なる特徴を持っています。その中でも主な種類は
- FDM方式
- SLA方式
があります。それぞれどんな特徴があるのか、ここではFDM方式とSLA方式の特徴と違いについて詳しく解説します。
FDM方式とSLA方式の違い
FDM方式とSLA方式はどちらも3Dプリンティングにおける一般的な方式ですが、いくつかの重要な違いがあります。
FDM方式の特徴
まず、FDM方式で使用する材料は熱可塑性フィラメント（通常はプラスチック）です。
加熱されたフィラメントが溶解された状態でノズルから出力され、少しずつ層を重ねていくことで物体を作り上げます。
FDM方式の3Dプリンターは一般的にSLA方式よりも精度が低く、表面仕上げも粗めです。
また、層の厚さやノズルのサイズによって精度が異なります。
一般的にはFDM方式の3Dプリンターの方がSLA方式の3Dプリンターよりも価格が安いことが多いです。その理由としては、FDM方式の3Dプリンターの方が構造が比較的シンプルであること、安価なパーツや材料で製造されていること、使用する材料が低コストであること、消耗品のコストが比較的低いことなどが挙げられます。
SLA方式の特徴
一方、SLA方式で使用する材料は光硬化性樹脂です。
液体の光硬化性樹脂は光によって硬化するため、レーザーやデジタルプロジェクターによって光を照射することで、層ごとに物体が形成されます。
SLA方式の3Dプリンターは光の照射による硬化によって細部や曲線を正確に再現できるため、非常に高い精度と滑らかな表面仕上げとなります。
ただし、比較的安全で簡単に使用できるFDM方式とは異なり、SLAプリンターを使用する際には液体樹脂や硬化時の光の直接的な接触を避けるための特定の安全対策が必要です。
ただし、実際の価格はモデルやブランドによって異なるので注意が必要です。
FDM方式でも高性能な3Dプリンターや大型のプリンターは高価な場合がありますし、SLA方式でも低価格帯のエントリーレベル3Dプリンターが登場しています。
3Dプリンターを使ってできること
3Dプリンターの可能性は非常に広範であり、さまざまな業界や分野で用途が見つかっています。
ここからは、その一例をいくつかを紹介します。
プロトタイピング
3Dプリンターの使い方としてまず挙げられるのは、製品の試作品作成です。
3Dプリンターを使えば、設計段階でのアイデアを物理的な形状に変換できるため、試作品を迅速かつ低コストで作成できます。そうして作成した試作品は、製品のデザインや機能をテストしたり改善したりすることに役立てられるでしょう。
製品製造
試作品だけでなく、実際の製品の製造にも活用されています。
特に効果的なのは、小規模な製品です。
3Dプリンターを使えば製品をカスタマイズすることが容易になるため、限定版のアイテムを作成することもできます。たとえば、ジュエリーや家具・おもちゃといったさまざまな製品の製造にも3Dプリンターは使用されています。
教育
教育現場も3Dプリンターが活用され始めている業界のひとつです。
3Dモデリングソフトウェアを使って作成したデザインを、実際に3Dプリンターで出力する授業などの用途で用いられています。
理論を学ぶだけでなく、実践的な学習を促進するのに効果的だからです。
3Dプリンターを使えば、科学や工学、デザイン思考などの概念を簡単に視覚化できます。
医療
医療業界もまた、3Dプリンターの活用が広がっている業界です。
たとえば、医療機器のカスタムパーツやプロテーゼ・義肢などは3Dプリンターを活用して製造されています。また、臓器や組織のバイオプリンティングの研究が進んでいることもあり、将来的には3Dプリンターが臓器移植の代替手段になる可能性も期待されています。
建築
建築現場では、最初に建設する建物の模型が必要です。
3Dプリンターは、こうした建物の模型や試作品を作成するために建築業界で多く用いられています。一部の大型3Dプリンターは、コンクリートやその他の建築材料を使用して建物そのものを3Dプリントすることも可能です。これにより、建築の効率性と持続可能性を向上できる、といわれています。
アート
3Dプリンターは芸術やデザインの分野でも活用されています。
3Dプリンターを使うことで、彫刻作品や立体デザイン・建築模型・ファッションデザインといったさまざまな表現が可能になるでしょう。
従来の制作方法では難しかった複雑な形状や構造の制作も期待されています。
3Dプリンターの価格相場
3Dプリンターの価格相場はと言うと、15万円〜20万円の商品が多いです。
ただし5万円の3Dプリンターや業務用になると100万円を超えるものもあるので、クオリティやパフォーマンスで選んだ方が満足度が上がるでしょう。
価格別のおすすめ3Dプリンター
ここでは価格別で分けたおすすめ3Dプリンターを紹介していきます。
価格が安い3Dプリンター
以下では価格が安い3Dプリンターを紹介します。家庭での利用や3Dプリントを始めてみたいという方に特におすすめです。
①Adventurer3（アドベンチャー3）
家庭向けで価格が安い3DプリンターにはAdventurer3があります。
Adventurer3は49,500円(税込)で3Dプリンターの相場よりとても安くなっています。
お試しだったりひとまず3Dプリントできれば良いという人にはおすすめです。
②Foto 8.9s
Foto 8.9sはLCD方式の光造形3Dプリンターです。価格は97,900円(税込)です。
FDM方式の3Dプリンターよりも造形物の積層痕が目立たない、滑らかな表面の造形が可能です。
光造形3Dプリンターは高価格帯のものがほとんどで、Foto 8.9sのように10万円以下で購入できるものはとても珍しいです。
簡単な形状確認であれば、こちらの3Dプリンターで十分と言えるでしょう。
価格が高い3Dプリンター
以下では価格が高い3Dプリンターを紹介します。どちらも業務向けを謳っていますが、個人での利用ももちろん可能です。
①Form3＋
仕事や事業で利用するならForm3+がおすすめです。
Form3+は754,600円(税込)で業務用の中では相場相応となっていますが、光造形の3Dプリンターの中でもクオリティが高くメンテナンスもしやすい機種となっています。
企業で使うサンプル造形やそこまで機密性を求めない3Dプリントではこちらで十分でしょう。
②Raise3D Pro3
Raise3D Pro3は業務向け3Dプリンターです。
1,012,000円（税込）という価格は個人で購入するには高額ですが、業務向けの機種と考える上ではコストパフォーマンスに優れた価格設定となっています。
寸法精度が高く、多種類のフィラメント（ABS、PLA、PC、ナイロン、カーボン（合成）、ゴムライク、PETG等）に対応しているので、さまざまな造形ニーズに応えることができます。
人気3Dプリンター6選を比較
ここではスタッフが特におすすめする3Dプリンターをいくつか紹介していきます。
| 3Dプリンター名 | 価格（税込） | 特徴 |
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FLASHFORGE Adventurer3 |
49,500円 |
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FLASHFORGE Adventurer4 |
98,450円 |
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150,480円 |
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330,000円 |
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547,800円 |
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1,012,000円 |
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家庭用なら5万円〜15万円のもので良いと思いますが、1人でグッズの通販を立ち上げたい、企業並みのクオリティを出したいなら40万円〜100万円の3Dプリンターを選ぶと良いでしょう。
もちろん企業で扱うなら100万円以上の3Dプリンターを購入すれば、サンプルとしてではなくしっかり製品を作成できる3Dプリンターを導入することができます。
3Dプリンターの使い方
ここでは3Dプリンターの使い方を流れに沿って詳しく解説していきます。
3Dデータを作成する
3Dプリンターを使用する際には、まず使用したいオブジェクトやモデルをCADソフトウェアや3Dモデリングソフトウェアといった3Dデザインソフトウェアで作成します。
次に、作成したモデルを調整し、3Dプリンターで印刷可能な形式に変換します。これには、スケーリング・オブジェクトの位置調整・壁の厚さの設定・サポート構造の追加などが含まれます。
3Dプリンターの設定をする
モデルを作成したら、3Dプリンターの設定を調整します。
たとえば、印刷材料の選択や印刷速度、レイヤーの厚さ、サポートの設定などです。
プリンターの仕様と材料の要件によってどのような設定が適切かは異なるので注意しましょう。
プリンターの準備が整ったら、作成した3Dモデルファイルを3Dプリンターに転送します。
転送方法はUSBやSDカード、ネットワーク接続など、プリンターによってさまざまです。
実際に3Dプリントする
ファイルを転送したら、実際に印刷を開始していきます。
プリンターは設定に基づいて、1つの層ずつ材料を積層してオブジェクトを作り上げます。
進行状況をモニタリングし、必要に応じて調整やトラブルシューティングを行いましょう。
印刷が完了したら、3Dプリントされたオブジェクトをプリンターから取り出します。
サポート構造が存在する場合は、必要に応じて取り外しましょう。
表面の仕上げを行う場合は、最後に研磨や塗装などの仕上げ作業を行います。
さらに詳しい使い方はこちらの記事でも解説しています。
3Dプリンターを購入してさまざまな造形をしてみよう
新しい製造技術である3Dプリンターは、製造業界やアートなどのクリエイティブな業界だけでなく、教育業界や医療業界などさまざまな分野で活用され始めています。
これから先も、技術の進歩や新しいアイデアの登場によって、その活用範囲はさらに拡大していくでしょう。
ぜひこの機会に3Dプリンターを購入し、事業や趣味の幅を広げてみてはいかがでしょうか。
