近年、教育現場において3Dプリンターの活用が広がりを見せています。
自分自身で設計したアイデアを立体化できるこの技術は、子どもたちの創造性や論理的思考力を育む有効な手段として注目されています。
特にSteam教育や探究学習の現場では、視覚化と試行錯誤のプロセスを通じて深い理解を促す教材として活用されており、中学・高校から大学、さらには研究機関に至るまで、その導入事例は年々増加しています。
Steam教育とは・・・「科学（Science）技術（Technology）工学（Engineering）芸術（Art）、数学（Mathematics）」の5分野を統合的に学ぶ教育手法であり、これらの知識を相互に関連づけながら実践的に学習を進めることを目的としています。
本記事では、3Dプリンターがなぜ教育に適しているのか、どのような効果が期待されるのか、そして導入時の選び方について、具体例を交えながら詳しく解説します。
さらに、教育現場におすすめの3Dプリンターを紹介し、3Dプリンターがない場合の造形依頼はどうすればいいのかも詳しく紹介します。
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3Dプリンターが教育現場で注目される理由
3Dプリンターは、子どもたちの想像力を形にできるツールとして教育現場で注目されています。自分で考えたものを立体として表現し、話し合いや改良を重ねることで、創造力やPBL学習（課題解決型学習）が養われます。
プログラミング教育が論理的思考を育てるのに対し、3D教育は発想力を育む点で異なり、両方を取り入れることで多様な能力をバランスよく伸ばせます。
また、文部科学省が推進するデジタル人材育成の流れもあり、高校や中学校を中心に導入が進んでいます。
教育業界での3Dプリンター活用事例
大学教育や研究において、3Dプリンターは高度な試作や実験機材の製造など、多様な用途で活用されています。
立命館大学｜自律移動ロボット部品の試作と改良
京都産業大学｜研究用途に応じた造形物の製作
東京大学｜フルカラー造形モデルで教育研究を支援
ここでは、3Dプリンターを取り入れている4つの大学の取り組みをご紹介します。
帝京大学｜学生フォーミュラ用レーシングカー部品の開発
帝京大学理工学部機械・精密システム工学科では、自作のレーシングカーで学生フォーミュラ大会に出場する『帝京フォーミュラプロジェクト』が活動しています。12名のメンバーで設計から製造まで学生主導で進められ、レーシングカーの操縦が初心者の方でも乗りやすいような車両開発を実施しています。
以前は顧問の先生が個人的に所有していた『Adventurer3』を活用していましたが、原寸大のレーシングパーツを作りたいと思うようになり、同社製の大型モデル『Creator3 Pro』を新たに導入しました。
同モデルは、タッチパネル式で直感的な操作が可能な上に、高い精度でスムーズな造形に対応しています。
具体的には、ステアリングの試作にPA-12CFフィラメントを使用することで、設計通りの剛性と形状を再現することに成功。インジェクターマウントの製作にも活用され、燃料供給の最適化を図った結果、全国大会（学生フォーミュラ大会）で総合18位に入賞する成果を上げました。
立命館大学｜自律移動ロボット部品の試作と改良
立命館大学情報理工学部の学生プロジェクト団体「Ri-one」は、自律移動型ロボットを使った『ロボカップサッカー』に挑戦しています。これまではドリルなどを用いた機械加工で部品を製造していましたが、複雑な曲面や中空構造の部品の製作に限界を感じていました。
この課題を解決するために導入されたのが、FLASHFORGEの「Adventurer4」です。造形までの立ち上がりが早く、データ転送も簡単で、タッチパネル操作も日本語対応と扱いやすさが高評価を得ています。
ロボットのキック機構に使用される2種類のパーツ（ストレートキック用とチップキック用）もAdventurer4で製作されました。
以前はアルミ製で重量の問題がありましたが、軽量で耐久性に優れるPLA素材に切り替えることにより改善されました。また、高温部品の安全カバー製作にも役立っています。
京都産業大学｜研究用途に応じた造形物の製作
2018年にデジタル機器を使って自由にものづくりに取り組める環境が整っている「ファブスペース」を設立した京都産業大学では、研究室でも積極的に3Dプリンターが使用されています。
情報理工学部の永谷准教授は、大型造形と温度管理機能を備えた『Creator4S』を導入し、研究活動に活かしています。
夏場の高湿度によるモデル劣化に悩まされていた永谷准教授は、庫内温度制御機能とエンジニアリングプラスチックの使用に対応したCreator4Sの導入を決断。コスト面でも100万円台という手頃さが導入の後押しとなりました。
情報理工学部では、Creator4Sを活用して次のような研究材料を造形しました。
・節足動物観察用の行動計測装置
・ボウリング球のセンサー内蔵モデル
まず嗅覚センサの研究用に人間の頭蓋骨を模したモデルを造形した例を解説します。
これは匂い物質の流れを再現する実験に用いられ、感覚提示デバイスの開発にも貢献しています。
次に、ダンゴムシの行動観察を目的とした専用装置の部品も3Dプリントされています。球体内部にアクションカメラを設置し、底面から動作を記録できる構造になっており、節足動物のモーション解析に活用されています。
さらに、ボウリング部の研究では、投球時の動きを数値化するためにセンサーを内蔵した専用のボウリング球が製作されています。回転軸やスピード、回転角度などのデータを取得し、技術向上に役立てられています。
東京大学｜フルカラー造形モデルで教育研究を支援
東京大学では、フルカラー出力が可能な高性能3Dプリンター『3DUJ-553』を導入し、学生や研究者の教育・研究活動を幅広く支援しています。
この装置は1,000万色以上の表現が可能で、後処理なしで色付きモデルを造形できるため、時間と手間が削減できます。
同プリンターは、シミュレーション結果を視覚化したモデルやイベント用の記念品など、多様な用途でフルカラー造形が活用されています。
フルカラー出力は、特に色の正確な再現が求められる研究発表や展示で評価されています。部門は全学生が利用でき、教員や教育プログラムでの活用も進んでいます。
また、学生が作成した形状をスキャンし、色や縮尺を調整した後にフルカラーで出力する実践的な体験支援も行われています。
3Dプリンター教育で得られる学習効果
3Dプリンターを活用した教育は、子どもや学生達の思考力や表現力、さらには社会性までも育めるメリットがあります。
効果②試行錯誤による失敗から学ぶ力
効果③チームワークとコミュニケーション能力
効果④将来の職業に活かせるスキル
ここからは、3Dプリンターを使った教育で特に注目される4つの学習効果について具体的にご紹介します。
効果①創造力と論理的思考力の向上
設計から出力までの工程を通じて、形状や構造を自分で考える力が養われます。
目的に合った形を考える過程で、発想力と筋道を立てて考える力の両方が鍛えられます。
効果②試行錯誤による失敗から学ぶ力
3Dプリンターにおいて、思い通りの形が造形できないことがあります。
思い通りに造形できない場合でも、原因を分析して設計を修正することで失敗を前向きに捉え、改善を重ねる姿勢が身につきます。
効果③チームワークとコミュニケーション能力
グループで設計や制作に取り組むことで、意見交換や役割分担が必要になります。
話し合いを通じて考えを伝える力や、他者の意見を取り入れる力が育まれます。
効果④将来の職業に活かせるスキル
3Dプリンターを扱う過程で、設計ソフト（CAD）を使ったモデリングや、STLなどのデジタルデータの管理、機器へのデータ転送といった一連の作業を体験できます。
設計ソフトの操作やデジタルデータの扱い方を学ぶことで、製造業や工学分野など幅広い職種に通じる基礎が身につきます。
教育用3Dプリンターの選び方
教育現場で3Dプリンターを導入する場合、造形性能だけで購入を判断すると失敗しやすくなります。
授業やゼミなどで3Dプリンターを継続的に扱う際は、安全性や運用面を含めた総合的な視点が欠かせません。
選び方②操作性と管理のしやすさ
選び方③価格帯と予算
選び方④サポート体制
ここでは、教育現場に適した機種を選ぶための重要なポイントを解説します。
選び方①教育用途で必要な安全性
教育現場で使用する3Dプリンターは、生徒や学生が直接操作する場面を想定した安全設計が施されている機種を選ぶことが重要です。
ノズルやヒートベッドなどの高温部が外部に露出していない構造や、造形中に扉を開けると自動停止する機能があるプリンターを選ぶことが前提条件になります。
また、臭気や微粒子の発生を抑えるため、密閉構造や簡易的なフィルターを備えたモデルが教育現場に向いているためおすすめです。
選び方②操作性と管理のしやすさ
教育現場では、専門知識を持たない教員や初心者の生徒が3Dプリンターを扱うケースも多くあります。
事故を防ぐためにも、直感的に操作できるタッチパネルや日本語表示のインターフェースがある機種を選ぶと運用がスムーズになります。
加えて、造形データの保存や再出力が簡単に行える機能があれば、授業準備や管理の負担を軽減できます。3Dプリンターを複数台導入する場合は、トラブル時の切り分けがしやすい設計も確認しておきたいポイントです。
選び方③価格帯と予算
教育現場におすすめできる3Dプリンターの価格帯は幅広く、数万円から数百万円まで存在します。
授業での基礎的なものづくりが目的であれば、家庭用から教育向けに設計されたエントリーモデルでも十分対応できます。
しかし、高校や大学の研究用途では、造形サイズや対応素材が重要になるため、ある程度の予算を確保する必要があります。本体価格だけでなく、消耗品や保守費用も含めたトータルコストで検討することが大切です。
選び方④サポート体制
学校で3Dプリンターを継続的に利用するためには、導入後のサポート体制も欠かせません。
初期設定や操作説明、トラブル発生時の問い合わせ対応が充実しているメーカーを選ぶことをおすすめします。
教育機関向けの導入実績が豊富なメーカーであれば、授業での活用方法や運用ノウハウについても相談しやすくなります。
教育現場におすすめの3Dプリンター
3Dプリンターは各社から、様々な種類の機種が販売されていますが、教育現場におすすめの3Dプリンターはあるのでしょうか。
教育現場で導入実績が豊富な「Adventurer4」
研究用途にも対応する高性能モデル「Creator4S」
ここでは、教育現場の使用におすすめの3Dプリンター3選を徹底解説します。
安全性重視の教育向けモデル「Bambu Lab A1 mini」
Bambu Lab A1 miniは、手軽さと高性能を両立したコンパクトなFDM方式3Dプリンターです。
| 項目 | スペック |
|---|---|
| 製品名 | Bambu Lab A1 mini |
| 本体サイズ | 256mm × 271mm × 391mm |
| プリント方式 | FDM（熱溶解積層方式） |
| 最大造形サイズ | 180mm × 180mm × 180mm |
| ノズル径 | 0.4mm（交換可） |
| ノズル最高温度 | 最大300℃ |
| 最大プリント速度 | 500mm/s |
| 対応フィラメント | PLA, PETG, TPU など |
| 対応スライサー | Bambu Studio（3mf形式） |
| データ転送 | microSDカード / Wi-Fi / 専用アプリ |
| 遠隔カメラ・タイムラプス | 搭載 |
| 動作音 | 約51.3dB |
| 保証期間 | 1年間 |
面倒な組み立てや初期設定は不要で、自動レベリング機能により初心者でもすぐに使用できます。
出力は非常に高速で、精度も高く、積層痕が目立ちにくい仕上がりが特徴です。印刷中の振動を自動補正する機能もあり、安定性に優れています。
データは専用ソフト「Bambu Studio」で作成し、microSDやWi-Fiで簡単に転送可能です。カメラとタイムラプス機能を標準搭載し、遠隔操作や進行状況の確認も可能。動作音は約51.3dBと静かで、家庭環境でも使いやすいモデルとなっています。
Bambu Lab A1 miniは、初心者から上級者まで幅広く対応できる高性能プリンターとしておすすめです。
教育現場で導入実績が豊富な「Adventurer4」
Adventurer4は、家庭や教育機関、オフィス用途に最適なエンクロージャ付きFDM方式3Dプリンターです。
使いやすさに加え、拡張性や安定性にも優れており、幅広いニーズに対応できます。
比較的大きな造形エリアを持ち、多様な材料に対応しているため、初心者から中・上級者まで満足できる1台といえるでしょう。
| 項目 | スペック |
|---|---|
| 製品名 | Flashforge Adventurer 4 |
| 本体サイズ（組立時） | 500mm × 470mm × 540mm |
| プリント方式 | FDM（熱溶解積層方式） |
| 最大造形サイズ | 220mm × 200mm × 250mm |
| ノズル径 | 0.4mm（標準）／0.3mm・0.6mmも交換可 |
| ノズル最高温度 | 最大約265℃ |
| 対応ベッド温度 | 最大約110℃ |
| 対応フィラメント | PLA, ABS, PETG, PC, PLA‑CF, PETG‑CF など |
| 対応スライサー／ソフトウェア | FlashPrint |
| 対応データ形式 | STL, OBJ, 3MF, BMP, PNG, JPG, JPEG 等 |
| 表示・操作画面 | タッチスクリーン（4.3インチ） |
| 接続方式 | USBスティック、Wi-Fi、Ethernet |
| 内蔵カメラ・監視機能 | あり |
| 造形失敗回避機能 | 停電復帰、材料切れセンサーなど |
| 動作音 | 約50dB 程度（最大値ではない） |
| 保証期間 | 1年 |
造形プレートには、柔軟性のあるマグネット式ベッドを採用しており、完成したモデルの取り外しが簡単に行えます。
さらに、ノズルは工具を使わずにワンタッチで交換できる構造で、メンテナンスもスムーズに行えます。印刷中のトラブルを避けるために、停電復旧機能やフィラメント切れセンサーも搭載。稼働音も静かで、作業環境を選ばず設置しやすい点も魅力です。
高精度な造形と快適な操作性を両立しながら、安心して使える各種機能を備えたAdventurer4は、多目的に活用できる信頼性の高い3Dプリンターと言えます。
研究用途にも対応する高性能モデル「Creator4S」
Creator4Sは、教育機関の研究室や専門課程での使用を想定した業務用3Dプリンターです。
最大400mm×350mm×500mmの大型造形に対応しており、実験装置部品や研究試作品の製作にも活用されています。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 造形サイズ | 400mm×350mm×500mm |
| 造形方式 | FFF方式（熱溶解積層法） |
| 造形精度 | ±0.2mm |
| エクストルーダー | IDEX（独立型デュアルエクストルーダー） |
| 対応フィラメント | PLA、ABS、PETG、PC、PA、ASA、TPU、PVA、HIPS、各種CF材 |
| 積層ピッチ | 0.05～0.4mm |
| 販売価格 | 100万円台 |
| 保証期間 | 1年 |
独立型デュアルエクストルーダー（IDEX）を搭載している点が大きな特長で、左右対称造形や異素材を組み合わせた高度なモデル制作が可能です。サポート材と造形材を使い分けることで、複雑な形状でも高精度な仕上がりを実現できます。
庫内にはヒートチャンバーを搭載しており、造形中の温度を安定させる設計です。
また、ABSやPCなど収縮しやすい材料でも反りや割れが発生しにくく、安定した造形品質を維持できます。
湿度や温度の影響を受けやすい研究環境でも、材料劣化を抑えながら長時間造形を実施できることから、多くの研究分野で採用されています。
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3Dayプリンターは、東京都墨田区両国に3Dプリント工場を構える株式会社メルタが提供する3Dプリントの受託サービスです。「3Dが、3日で目の前に！」をキャッチフレーズに、スピーディーな対応と高い技術力を兼ね備えています。
3Dデータの設計からプリント、塗装や研磨といった後工程、さらには小ロットの試作まで、すべてワンストップで対応できます。
| 対応内容 | 3Dデータ→3Dプリント→塗装（後処理）など全てを提案できる幅広さ |
|---|---|
| 3Dデータ制作 | 対応可能 |
| 価格帯 | 低価格 |
| 納期傾向 | 短納期 |
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対応素材はABS樹脂や金属、シリコンなど18種類以上に及び、試作品から実用品まで幅広いニーズに応じた高精度な出力が可能です。
これまでにソニー、NTT西日本、早稲田大学など多数の企業や教育機関への納品実績があり、法人・研究機関から個人のクリエイターまで幅広いユーザーに利用されています。
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3Dプリンター教育に関するよくある質問
ここでは、3Dプリンターを活用した教育に関するよくある質問とその回答を紹介します。
3Dプリンター教育は何年生から可能？
立体図形や簡単な設計を理解できる学年であれば、安全管理と教員の指導体制を整えることで授業に導入できます。中学校以上では技術科や探究学習と組み合わせた本格的な活用が進められています。
授業時間内で扱える？
授業時間内での運用は可能です。
ただし造形には一定の時間が必要なため、設計は授業内で行い、造形は放課後や別時間帯に実施する運用をおすすめします。
導入コストはどれくらい？
教育現場向けの3Dプリンターは、数万円から導入可能です。
ただし、導入を検討している方はフィラメントや材料費、保守費用などの維持費用も視野に入れましょう。
専門知識ゼロでも使える？
結論、専門知識ゼロでも3Dプリンターを扱えます。
ただし、事前に知識と操作方法を習得しておくか、導入支援を実施している会社から3Dプリンターを購入することを推奨します。
SK本舗では、「3Dプリンターを使ってみたいけど、高くて使えない」「先端技術に触れて、今後の進路・興味研究の幅を広げたい」方が1人でも多く触れられるように、学生支援事業を展開しています。
興味がある方は是非お問い合わせしてほしいと思います。
まとめ
3Dプリンターは、想像を形にする力を養い、論理的な思考やチームでの協働を促進するなど、教育における多様な学びを支えるツールとして活用できます。
大学の研究現場では高精度な試作や視覚的な資料作成に活用されており、授業ではPBL（課題解決型学習）や探究活動と組み合わせることで、主体的な学びを実現しています。
学校や研究所などで導入する場合、安全性や操作性、予算、サポート体制といった複数の観点から適した機種を選ぶことが重要です。
もし校内や研究室に3Dプリンターの設備が整っていないという方は、プロの出力サービスを活用する方法もあります。
特に、3Dayプリンターは多様な素材と高精度な出力に対応し、短納期かつ低コストで信頼性の高い造形を提供している実績豊富なサービスです。早稲田大学などの教育機関からの納品実績も多数あり、安全面やサポート体制にも優れているため、安心して依頼できる選択肢の一つとしておすすめです。
学習効果を最大限に引き出すためにも、目的や環境に合わせた最適な導入方法を選びましょう。
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