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3Dプリンターとは?

3Dプリンターとは3D CADで設計した3Dデータをもとにして、3次元の立体形状を金型を使用しないで造形できる機器です。大きな分類として材料を細かく積層して造形する積層造形法と、切削により材料を削って形状に近づける切削造形法の2種類あります。一般的に3Dプリンターと呼ばれているのは積層造形法による造形機になります。数十~数百μmのピッチで数時間かけて材料を積み上げて造形が完了して、さらにその後に仕上げ処理をして造形モデルを完成させます。

3Dデータ(STLファイル)→造形完了→造形モデル完成

近年、3Dプリンターはアメリカ大統領の一般教書演説に取り上げられるなど市場に大きく浸透することになりました。その起源は実は30年以上前に日本人技術者によって開発された光造形機にさかのぼります。
光造形機は費用面の負担や大がかりな設備であることから試作を仕事とするプロや一部の大企業が業務用と使われてきましたが、やはりコストや使い勝手の面で改善のニーズがありました。そこで1990年に光造形機と比較してより安価で使い勝手のよい3Dプリンターが誕生することとなります。

1980年光造形機 1990年熱溶解方式 粉末接着方式

3Dプリンターの登場と時期を同じく3D CADによる商品設計が少しづつ広がりだしました。3D CADによる設計はとても有効である反面、画面上で大きさを把握することが困難であったり、細かな形状を人に伝えるのが難しかったり、組み立てができない設計をしてしまう問題点もありました。3Dプリンターはデータを造形することでそれらの課題を解決できるツールとして利用されることになります。
3D CADによる設計が浸透すればするほど、3Dプリンターによる検証が有効になると言えそうです。

出図前の検証 組立性の検証 「型」製作前の形状確認 製造治具の検証

3Dプリンターを利用してデータからモデルを製作をすることで、ものづくりのすべての過程において導入のメリットがあります。まず1つ目は商品開発の工程における手戻りの削減、2つ目に組立性向上による製造コストの削減、最後に3つ目の商談時のプレゼン力UPによる獲得率の向上、の大きく分けると3つの効果が上げられます。
単純に現状の試作費と外注費との比較での効果試算をしてしまいがちですが、これらの効果を計算して考えると大きな価値がうまれます。

デザイン→設計→解析→試作→金型→量産

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