3Dプリンターとは？

3Dプリンターは、みなさんが普段使う紙(平面)のプリンターとは異なり、立体を造形するプリンターです。
最近になり、プリント方式の特許が切れたことをキッカケに多くの企業が低価格プリンターを製造し、これまで数百万といった高価なものが数万~数十万円で販売されはじめたことにより私達の身近な存在になりました

3Dプリンターで何を作れる？

3Dプリンターはあらゆるものを作ることが出来ます。私達の身近なことで言えば、家具が壊れてしまったり、欠けてしまったりした時に、3Dプリンターでそのパーツを作って、補うことが出来ます(Screw and Nut)。また、今までになかったもの(Camera Lens Cap Holder)を作り出すこともできます。
また、工場などで行われる大量生産に対し、少量生産が可能で個人に特化したモノづくりが行えるのも3Dプリンターの醍醐味といえます。

印刷の方法

3Dプリントをするには、まずデータが必要です。3Dデータは3D CADソフトで作ったり、インターネットで入手します。3Dデータはstlというファイル形式が主流になっています。そのデータを「スライス」することで1層づつ分解し、そのスライスしたデータのことをGcodeと呼びます。そのGコードをプリンターに送ることで、プリンターはGcodeの通りに印刷をします。

・印刷の補助

3Dプリンターで出力される際にサポートについて考えなければなりません。
サポートとは、土台のようなもので、空洞がある造形物を印刷しようとした時に、材料が重力で落ちないように支持材を同時に出力します。
同様にラフトというものがあり、ラフトは造形物の下に一層、フィラメントで台を作ることにより歪みを防ぎます。

印刷方式の種類

3Dプリンターの様々なプリント方法を紹介します
それぞれのプリンターによって、特徴が変わります

・FDM方式(熱溶解積層法)

FDM方式は3Dプリンターの出力方式では主流です。
この方式は、素材を高温で溶かして、ノズルから押し出して積層して印刷をします。最近では、デュアルヘッドといったようにノズルが複数あるプリンターが発売されています。
従来の素材はフィラメント(樹脂)のものが多かったのですが、最近では、樹脂に磁石が練りこまれたもの、食べ物を使ったり、様々な素材で造形物を作る研究が行われています。
この方式はプリンターの構造がシンプルなため、卓上などに置けるのが良い反面、精度は高くなく表面の仕上がりが良くないです。仕上げとしてヤスリがけをしたり、樹脂であればアセトンで過熱をしたりします。

・SLS方式(Selective Laser Sintering)

この方式はラピッドプロトタイピングと呼ばれ、主に工業品を製作する際に使用されています。
この方法では、粉末状の材料にレーザー光線を照射することにより、素材を焼き固めて造形をします。最近では砂糖を用いて焼結した造形物の研究もあります
また、様々な金属やナイロンなど様々な種類の素材で造形することができるのも特徴です

・光造形式

光造形は樹脂のプールに紫外線を照射することにより、硬化をさせ、その断面を積層していく方式です。この方式はプール全面に紫外線を同時に照射するので、出力時間が造形物の体積ではなく、高さに依存する変わったものになっています。
この方式は造形物の精度がとても高いです。

・インクジェット方式

この方式は、唯一、フルカラーで印刷することができるものになっています。液状の紫外線硬化樹脂を噴射して、それを紫外線に照らすことによって硬化させ積層させます。従来の2Dプリンターに最も構造が似ている方式です。この方式はサポート部が容易に除去可能で、造形物の表面がFDMと対照的に滑らかなのが特徴です

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