3Dプリンタの方式(種類)と各方式の特徴・用途

3Dプリンタの歴史は今から40年ほど前に国内で考案されました。

当初は産業用途でプロトタイプの部品などを製作するために利用され、当時は大変高価なものでした。

しかし、時間の経過とともに低価格化が進み、民生用の製品を見かけるようになり、ずっと身近な存在となりました。

現在では、使用する材料や加工法により、主に以下のような方式があります。

① 光造形方式 (SLA: Stereo Lithography Apparatus)

「光造形方式」は、光硬化性の液体樹脂の材料を使用して、紫外線レーザー光の照射により一層ずつ積層して形成します。

比較的に大型の部品の製造も可能で、微細性に優れています。

 
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② 熱溶解積層方式 (FDM: Fused Deposition Modeling)

「熱溶解積層方式」は、熱可塑性の樹脂のフィラメント材料を高温で溶かし、ノズルから一層ずつ積層させることで形成します。

高い耐久性や耐熱性に優れていますが、表面の滑らかさなどに欠けます。

 

③ インクジェット方式

「インクジェット方式」には、光硬化性の樹脂をインク状にして吹き付けて、紫外線を照射して固形化させる「MJ方式 (Material Jetting)」と、粉末状の素材に「バインダー」と言われる結合剤を吹き付けて加熱により固める「BJ方式 (Binder Jetting)」があります。BJ方式は「粉末固着積層方式」とも言われます。

いずれも表面が滑らかな仕上がりで、微細性に優れています。

 

④ 粉末焼結積層方式 (SLS: Selective Laser Sintering)

「粉末焼結積層方式」では、粉末状の樹脂や金属に、高出力のレーザー光を照射することで焼結させて形成します。

微細性や耐久性に優れており、鋳型などの製造にも用いられます。

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⑤ シート積層方式

シート積層方式には主に2つの方式があります。

「積層製造方式 (Laminated Object Manufacturing)」は、熱可塑性樹脂の薄いシート間に特殊な接着剤を用いて積層していく手法です。

もう一つは「超音波結合方式(Ultrasonic Consolidation)」で薄い金属シートを超音波により積層結合する方式です。最終工程でカット作業などが生じるため後加工する用途にメリットがあります。

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