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3Dプリンターが活躍する現場
~個人用モデルから産業モデルまで~

3Dプリンターとは?

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3Dプリンターとは、データから立体物を作成する機械の総称です。2Dのプリンターにも、印刷できる素材や大きさによって様々な種類や方式があるように、3Dプリンターにも様々な種類があります。
現在では、個人ユーザー様が家庭で使えるものから産業や建築の現場で使われる大型で高性能なタイプまで様々な種類の3Dプリンターが活躍しています。

3Dプリンターの種類

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3Dプリンターには様々な種類がありますが、方式により本体価格や本体サイズ等で大きな差があります。現在デスクトップモデル(家庭用・個人ユーザー向け)で主流の方式は下記の2方式です。

熱溶解積層方式

熱可塑性プラスチック材料(フィラメント)を、加熱されたノズルの中で溶かしながら、固定されたプレートの上で積層させます。溶けだしたプラスチックを幾層にも積み重ねることで、立体形状を造ります。

光造形方式

液状の樹脂に対して紫外線を照射し硬化させます。その作業を何層も繰り返すことにより立体形状を造ります。
その他にも産業向け大型モデルの3Dプリンターには、インクジェット方式・粉末燃結方式・粉末固着(接着)方式などの方式があります。これらの方式の3Dプリンターは仕上がりはキレイで金属系等の様々な素材に対応しています。
本体サイズも大きなモデルが多く、付帯設備等も含めると導入には高額の予算が必要になります。

デスクトップ型 3Dプリンターの主な造形方法

造形方法 FFF
熱溶解積層法
SLA
光造形法
材料 熱可塑性樹脂(フィラメント) 光硬化性樹脂(液体)
本体価格 比較的安い3万円前後~
売筋10万円以下
比較的高い
324,000円~
ランニングコスト 比較的安い
600g3280円~
比較的高い
1000g 15,800円~
造形品質 積層ピッチにより積層跡
材質により「反り」に注意
高精細・表面仕上滑らか
寸法精度も高い
強度 比較的強い 耐衝撃性・耐熱性が比較的低い
紫外線による経年劣化が大きい
後処理 不要
(用途により研磨・塗装)
二次硬化必須
(用途により研磨・塗装)

家庭内や個人で活用される3Dプリンター

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デスクトップモデルの3Dプリンターは、近年安価で高性能のモデルが出回っています。ではそのような3Dプリンターはどのような場面で活用されているのでしょうか?

◇オーダーメイド感覚の個人用グッズ作成

感染症対策グッズとして、マスクやフェイスシールドを3Dプリンターで作るユーザー様の数は、2020年に爆発的に増えました。理由として、様々な研究機関や個人の3Dユーザーから3Dデータが発表されたことがきっかけになります。
3Dプリンターを使うには3Dデータの存在は必須なのですが、多くの有益な3Dデータが世に出回ったことでそのデータを家庭で印刷したいと思うユーザー様が増えたのです。

◇新しいDIY機器として

日本でも年々DIYへの関心は高まっています。街にはFabスペース等が増えており、ものづくりを趣味にする方も多くいらっしゃいます。(Fab(ファブ):「Fabrication=ものづくり」と「Fabulous=楽しい、愉快な」の2つの意味が含まれた造語。)
その用途は幅広く、クッキーの型作りやプラモデルのパーツ作り、ドローンのパーツやカメラのステー作りなど、既製品にない独自の利便性やデザイン性を求めて使われています。

教育現場での今後の活躍

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3Dプリンターにまつわる大きな動きとして、教育業界からの注目の高まりも見られます。
文部科学省が定める教育指導要領の改訂に伴い、教材整備指針に3Dプリンターが新たに追加されました。
(教材整備指針:義務教育諸学校に備える教材の例示品目、整備数 量の目安を参考資料として取りまとめたもの。)
この流れの背景として、テクノロジーの進化に対応した人材の育成が教育現場の課題になっており、教育指導要領自体の内容もこのような要素が追加されています。
3Dプリンターが学校に配備すべき備品として追加されたのは、具体的な教科としては中学校の技術領域です。これまでの技術教育は皆が同じものを作る、ものづくりの技術を学ぶ要素が大きかったのですが、現在求められてる点は創造力が重視されています。そのため、生徒それぞれが新たなアイディアを形にするプロセスが教育現場で求められています。
3Dプリンターを導入することで、3Dモデリングの手法を学びながらかつ既存の教材にはないモノづくりを学ぶことができます。教育現場での広がりはまだまだこの先に期待大です。

3Dプリンターで変わる世の中

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数十年前の3Dプリンターの登場初期には産業が変わると大きく騒がれましたが、実際は大きな産業革命は実感できないと思います。ですが、様々な製造業の現場では着々と導入が増えており、家庭用の3Dプリンターの普及も年々増加しております。
2Dのプリンター(コピー機)は1940年代の開発から、瞬く間に進歩・普及し今ではどのオフィスにも必ずある機器として、また家庭でも手軽に使える機器として身近な存在になっております。今後の技術進歩と、教育現場での使い手側の養成を考えるとすぐに一家に一台の時代がやってくるかもしれません。
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