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3Dプリンターブログ 第10回2017/02/05

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3Dプリンターは、非常に薄い断面を一層ずつ積み重ねて立体を作っていきます。その断面を作る方式には、さまざまな種類があり、造形方式によって、使用する材料や表面の仕上がり、強度などが異なります。
どのような種類があるのかを紹介します。

 

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現在でも多くの製造業で使われている方式

表面がなめらかでフィギュアなど高精細な造形が可能

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1980 年代に世界で最初に実用化された方式です。紫外線を照射すると硬化する液状樹脂(光硬化性樹脂)を利用して積層していきます。非常に細かい形状の造形が可能で、表面の仕上がりもなめらかです。歴史は古く、数百万~数千万円クラスの業務用3Dプリンターが主流で、製造業などで多く使われています。実際の製品を作る前に試作して形状を確認したり、製品の型を作成するために利用されたりしています。
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液状樹脂に紫外線を照射すると、光が当たったところが固まります。これで、一層分の造形ができました。

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造形テーブルを一層分下げ、紫外線を当てて樹脂を固め、二層目を造形します。

10_contents_同様にして、一層ずつ層を積み重ねて造形していきます。

 

 

 

 

 

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最近、産業用で主流の3Dプリンターの方式

微細でなめらかな形状の造形が可能

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インクジェットのヘッドが動きながら、光硬化性の樹脂を造形テーブルに吹き付け、そこにUVレーザーを当てて硬化させます。一層造形すると造形テーブルが下がり、その上に次の層を作ります。サポート用材料とモデル用材料を別々にすることができるのが特徴で、最近では、マルチカラーで出力できるものも登場しています。

 

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主に工場で利用される方式

材料にはチタンなどの金属も使用できる

 

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粉末状の材料がバットのような入れ物に入っており、その表面にレーザーを照射します。光が当たったところだけが、焼結(しょうけつ)して固まります。一層焼結させたら、その次の層を、というように層を積み重ねて造形していきます。この方式では樹脂だけでなく、金属粉末を使うことで、金属の部品なども作ることができ、また、耐久性に優れているのが特徴です。

 

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色つきで出力できるのが最大の特徴

ペットなどのフィギュアに向く

 

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石膏粉末で造形テーブルに層をつくり、その表面に水滴状の接着剤(「バインダ」と呼ばれる結合剤)を吹き付けて固めます。石膏なので割れやすく、仕上がり表面が粗いという欠点がある一方で、モデリングソフトで着色した色を石膏に着色して造形できるメリットがあります。出力後に接着剤と同等の材料で含浸(がんしん)させることで強度が増し、光沢が出ます。

 

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業務用からパーソナルユースまで幅広く採用されている

手軽で扱いやすいのが特徴

 

熱で溶かした糸状の樹脂(フィラメント)を積み重ねて断面を作って造形します。この方式では造形物の表面に積層の縞模様が見える欠点があるものの、材料や機械の扱いやすさなど、手軽さではほかの方式と比較すると群を抜いています。3Dプリンターブームを牽引するパーソナル3Dプリンターも、ほとんどこの方式を採用しています。『idbox!』も、この方式です。

 

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3Dプリンターの造形方式の種類や特徴を知ることで、出力サービスを利用する際にも役立つでしょう。どのような作品に仕上げたいかによって、使用するプリンターを使い分けてください。

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