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3Dプリンターについての概要、用途、原理などをご説明します。また、3Dプリンターのメーカー71社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。3Dプリンター関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:BMF Japan株式会社、2位:丸紅情報システムズ株式会社、3位:株式会社スリーディー・システムズ・ジャパンとなっています。
3Dプリンターの関連キーワード
3Dプリンター (英: 3d printer) とは、3次元データを元に印刷された断面を積層していくことで立体物を生成する機器です。
3Dプリンターは「熱溶解積層メソッド (FDM: Fused Deposition Modeling) 」「光造形メソッド (SLA: Stereolithography) 」「粉末焼結積層造形メソッド (SLS: Selective Laser Sintering) 」「インクジェットメソッド」「インクジェット粉末積層メソッド」の5種類に大別されます。
家庭用としては、「熱溶解積層メソッド」「光造形メソッド」の2種類が使われることが多いです。
フィギュアや模型などの制作
熱可塑性樹脂を0.5mm前後の細いノズルから吐出することで印刷を行います。
PLA樹脂、ABS樹脂等
図1. 熱溶解積層メソッド
モックアップや舞台用小道具などの作成
光硬化する液体樹脂に光を当てることで硬化させて印刷を行います。
造形後の加工が容易で、透明の印刷物を作成可能
エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等
図2. 光造形メソッド
工業機器の部品や医療用インプラント
粉末状の材料を、選択的に加熱・焼結させることを一層ずつ繰り返すことで印刷します。
サポート材の必要なしに大規模で強度のある構造物を印刷可能
図3. 粉末熱結積層造形メソッド
医療用部品・小ロットの製品製造
紫外線硬化性の材料をあたかも普通のプリンターで印刷するように二次元上に配置したのちに紫外線を照射させ硬化させることで印刷を行います。
設置が容易で高分解能の印刷が可能
印刷物は、脆く、太陽光に弱い
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂等
図4. インクジェットメソッド
医療用部品・小ロットの製品製造
石膏上に接着材を配置し硬化させることで印刷を行います。着色剤を用いることでカラーでの構造物を作成できます。
設置が容易で高分解能の印刷が可能
印刷物の強度が低い
石膏、樹脂、金属、砂等
図5. インクジェット粉末積層メソッド
3Dプリンターは、樹脂を溶解することで設計した構造物を積層していくことができます。
準備の必要があるものと実際の手順をご説明します。
1. 構造物を積層するには3DCADソフトを利用することで3次元データを作成します。
2. 3Dプリンターが3次元データを読み込めるようにSTL形式のデータに変換します。
3. STL形式のデータをツールパスデータに変換します。
4. 3Dプリンター作動
5. 構造物に支持材として溶着している副材を取り除きます。
6. バリなどを表面処理することで滑らかな仕上がりになります。
図6. 3DCADデータからツールパスデータへの変換
3Dプリンターは機器の種類や素材の溶解方式などによって取り扱える材料に制限があります。
たとえば樹脂に対応している3Dプリンターであれば、一般的な柔らかい樹脂から固い樹脂まで取り扱うことができます。そして、金属に対応しているタイプであれば金属の構造物を積層することが可能です。3Dプリンターの種類によっては幅広く材料を取り扱えるタイプもあります。
ここでは取り扱えるフィラメントの材料として樹脂と金属に焦点をあてて説明を行います。
樹脂製のフィラメントの種類として初学者から上級者まで多く使用されている樹脂にはPLA樹脂やABS樹脂があります。
この他の樹脂材料にはナイロンや石膏、ゴム、エポキシ系などがあります。
1. PLA樹脂
トウモロコシなどを主成分としたポリ乳酸から構成されている再生材料から合成された樹脂です。
2. ABS樹脂
アクリロニトリルやブタジエン、スチレンから構成されている合成樹脂です。
金属製のフィラメントの種類にはステンレスや真鍮、チタン、プラチナ、シルバー、ゴールドなどが挙げられます。
この他には特殊な素材として青銅が粉末として含有されたフィラメントなどがあります。
参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp
https://www.jstage.jst.go.jp
https://www.ricoh.co.jp
https://3dprinter.co.jp
https://i-maker.jp
https://www.ricoh.co.jp
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | BMF Japan株式会社 |
18.2%
|
| 2 | 丸紅情報システムズ株式会社 |
7.5%
|
| 3 | 株式会社スリーディー・システムズ・ジャパン |
7.5%
|
| 4 | 原田車両設計株式会社 |
6.2%
|
| 5 | 日本電子株式会社 |
5.5%
|
| 6 | セルカム株式会社 |
4.9%
|
| 7 | 長野日本無線株式会社 |
3.9%
|
| 8 | 株式会社キーエンス |
3.9%
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| 9 | 株式会社リコー |
3.6%
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| 10 | 株式会社日本HP |
3.6%
|
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Metoreeに登録されている3Dプリンター295製品の2025年3月13日時点での価格データを元に算出しています。
