3D造形は、設計データをもとに立体物を作り出せる革新的な製造技術です。
従来の切削加工とは異なり、材料を積み重ねて形を作るため、複雑な構造や自由度の高いデザインを実現できます。
現在では試作品製作だけでなく、治具や実用品、医療や建築分野など幅広い領域で活用が進んでいます。
造形方式や素材の選択肢も増え、用途に応じた最適な3D造形が可能になっています。
本記事では、3D造形の基礎知識から造形方式の違い、外注時の選び方までを分かりやすく解説します。
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3D造形とは？
3D造形とは、3DCADや3Dスキャンなどのデジタルデータをもとに、材料を一層ずつ積み重ねて立体物を作り出す製造技術です。
切削加工のように材料を削り取る方法とは異なり、必要な部分だけを造形する点が特徴です。
主に使用される方式には、樹脂を溶かして積層するFDM方式、液体樹脂を光で硬化させる光造形方式、粉末材料をレーザーで焼結する方式などがあります。
こちらは用途や求められる精度、強度に応じて方式や材料が選択されます。
3D造形は試作品の製作だけでなく、治具や最終製品の製造、医療分野や建築、製造業など幅広い分野で活用されています。
設計データを直接形にできるため、形状の自由度が高く、短期間での製作が可能な点も大きな特徴です。
3Dプリンターの造形方式の種類
ここでは、3Dプリンターの種類について解説します。
どの方式でも積層によって立体を形づくる点は共通ですが、層を形成するプロセスや扱う材料に違いがあります。
現在主流となっている代表的な方式は下記の五つです。
・光造形方式
・インクジェット方式
・粉末焼結方式
・粉末固着方式
以下では、それぞれの造形手法と特徴を詳しく紹介します。
種類①熱溶解積層方式
熱溶解積層方式は、温めたノズルから樹脂フィラメントを押し出し、溶けた材料を重ねながら形を整えていく方法です。
FFFとも呼ばれ、特許が解放された後に市場が一気に拡大しました。本体価格だけでなく材料費も抑えやすく、家庭用モデルで最も普及しています。
樹脂はABSやPLAなど扱いやすい種類が多く、安全性も高い点が魅力です。
一方で、他方式と比べて寸法精度が安定しづらく、積層跡が表面に目立つことがあります。
ただし、メンテナンス性が良く初心者にも扱いやすいため、個人利用で最初に選ばれることが多い方式です。
種類②光造形方式
光造形方式は液状樹脂に光を当て、硬化した層を積み重ねて形状を作る伝統的な技術です。SLAと呼ばれることもあり、精密な造形に強いという評価が根強くあります。
液体樹脂は微細表現に適しており、表面の滑らかさも得やすく、ジュエリー模型や細部が重要な試作で活用されます。
高精度な反面、材料価格が高めで、硬化後の処理など手間が必要です。
また、樹脂には刺激の強い成分が含まれているため、取り扱いには配慮が必要です。高い再現度を求めるユーザーや、細部を重視した造形物を製作したい場合に向いている方式です。
種類③インクジェット方式
インクジェット方式は、一般的なプリンターの仕組みを応用し、噴射した液体樹脂を光で固めながら積層します。
高解像度で色の再現性が高く、きめ細かな造形が可能です。カラー表現の幅が広いため、発色を重視するフィギュアなどと相性が良い方式になります。
一方で、樹脂がアクリル系のため耐久性が弱く、衝撃により破損しやすいという欠点があります。
さらに、日光で硬化が進んでしまい形状が変わることもあるため、長期間の使用には向きません。
種類④粉末焼結方式
粉末焼結方式は、粉体にレーザーを照射して焼き固めながら造形する方法で、SLSと呼ばれることもあります。
粉末を扱うため、作業時には注意が求められますが、ナイロンや金属など材料の種類が豊富です。
複雑な形状にも対応でき、実用レベルの強度を持つ造形物を作れる点が強みです。
表面はややざらつきが残る場合がありますが、後処理で改善できます。近年は技術の普及により価格帯も下がり始めており、今後さらに導入しやすくなると考えられています。
種類⑤粉末固着方式
粉末固着方式は、石膏などの粉末を敷き詰め、ヘッドから吐出される接着剤で固めながら造形する方法です。
粉末に色を着けられるため、フルカラーの立体物を再現できる点が最大の特徴です。
材料費が比較的安く、造形スピードも速い一方で、石膏を固めた構造は衝撃に弱く壊れやすいという弱点があります。
仕上げ塗装が不要なため、建築模型やカラー表現が重要な作品に向いた方式です。
3D造形は外注可能？選び方とおすすめ業者
3D造形は、自社に3Dプリンターや専門知識がなくても外部業者へ依頼することが可能です。
近年は試作品製作や小ロット生産を目的とした3D造形サービスが増えており、個人から法人まで幅広く利用されています。
ただし、業者によって対応できる造形方式や素材、納期、価格体系には違いがあります。
そのため、目的に合った外注先を選ぶための判断基準を把握しておくことが重要です。
2.対応素材と用途適性で選ぶ
3.納期と生産体制で選ぶ
4.見積もり条件と価格体系で選ぶ
3D造形なら「3Dayプリンター」がおすすめ
以下では、3D造形を外注する際に確認しておきたい代表的な選び方について解説します。
1.対応している3D造形方式で選ぶ
3D造形の外注は多くの業者で対応していますが、利用できる造形方式は業者ごとに異なります。
FDM方式はコストを抑えた試作向け、光造形方式は高精度な形状再現が必要な用途向け、SLS方式は強度や機能性を重視する部品向けとして使われています。
3D造形を依頼する際は、依頼内容に適した方式を扱っているかの確認が重要です。
2.対応素材と用途適性で選ぶ
3Dプリント業者によって対応素材の幅に差があります。
PLAやABSなどの汎用樹脂に加え、ナイロン系や耐熱性樹脂に対応している場合もあります。
最終用途が試作品なのか、実使用部品なのかによって求められる素材特性が異なるため、用途に合った材料を選択できる業者を選ぶ必要があります。
3.納期と生産体制で選ぶ
3D造形外注では、データ入稿から納品までの期間も重要な判断基準です。
短納期対応を強みとしている業者もありますが、造形方式や点数によっては日数を要する場合もあります。
希望納期に対応可能か、事前に確認しておきましょう。
4.見積もり条件と価格体系で選ぶ
3D造形の価格は、造形サイズ、材料、積層ピッチ、後加工の有無など複数の要素で決まります。
見積もり条件が明確に提示されているか、追加費用が発生する条件が分かりやすいかを確認することで、発注後のトラブルを防ぎやすくなります。
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3Dayプリンターは、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。
課題や目的に合わせた導入支援や最適な活用方法のご提案も行っておりますので、3Dプリントをご検討の際はぜひお気軽にお問い合わせください。
また、同社サービスでオリジナルトロフィーを発注できる『メルタ堂』というサービスも運営していますので、合わせてご確認ください。
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3D造形に関するよくある質問
ここでは、3D造形に関するよくある質問とその回答を記載します。
3Dプリンターはどのような場面で活用されている？
3Dプリンターは、装置性能や材料技術の進歩により、製造現場のさまざまな工程で活用されています。柔軟性のある樹脂素材から高強度材料、金属素材まで対応できるため、試作、治具製作、小ロット部品の製造など幅広い用途に用いられています。
設計段階から生産工程まで柔軟に対応できる点が特徴で、近年はものづくり全体の効率向上を目的として導入されるケースが増えています。
3D造形はCADデータがないと使えない？
3Dプリンターで造形するには3Dデータが必要です。
ただし、3DCADデータがなくても問題ありません。2DCADデータや仕様書、簡単な図やポンチ絵があれば、3Dデータを作成して造形できます。
3D造形の依頼でおすすめの会社はありますか？
3D造形の依頼先としては、短納期と対応力を重視する場合、3Dayプリンターがおすすめです。
同社は、試作から小ロット生産まで幅広い3D造形ニーズに対応しており、用途や素材に応じた最適な造形方式を提案しています。
データ確認から造形、仕上げまで一貫して対応できるため、初めて3D造形を依頼する方でも安心して相談できます。3Dayプリンターは、品質とスピードの両立を重視したい場合に適した会社です。
まとめ
3D造形は、デジタルデータを直接立体物へと変換できる点が大きな特徴で、短期間での試作や少量生産を可能にする技術です。
FDM方式や光造形方式、粉末焼結方式など複数の造形手法が存在し、求められる精度や強度、用途に応じて使い分けることが重要です。
外注を検討する場合は、対応している造形方式や素材、納期、価格体系を事前に確認することで、目的に合った業者を選びやすくなります。
中でも3Dayプリンターは、設計支援から造形、後加工まで一貫対応でき、最短3日というスピード感と豊富な素材対応を強みとしています。
試作品から実用品まで幅広い実績があり、品質と納期を重視する方に適したサービスです。
3D造形を検討する際は、信頼性と対応力を兼ね備えた3Dayプリンターの活用がおすすめです。
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