3D プリントを初めてご利用になる方は、積層造形への刺激的な旅が待っています。3D プリントでは、単にオブジェクトを作成するだけでなく、さまざまな可能性が開かれ、設計、試作、製造の方法を再定義できます。製品開発サイクルの高速化から個々のニーズに合わせた製品のカスタマイズまで、3D プリントの利点は想像力と同じくらい広範かつ多様です。
ここでは、3Dプリントとその利点、そしてさまざまなタイプの 3Dプリンタ 始めるのに役立ちます。
目次
3Dプリントとは何ですか？
3Dプリンター市場
3D印刷の利点
3Dプリンターの種類
3Dプリントに使用される材料
最終的な考え
3Dプリントとは何ですか？
3D プリントは、積層造形とも呼ばれ、デジタル モデルから 3 次元オブジェクトを層ごとに作成できる革新的なテクノロジーです。従来の減算製造方法とは異なり、固体ブロックから材料を除去して形状を作成するのではなく、XNUMXD プリントでは、必要な場所にのみ材料を追加して、オブジェクトを層ごとに構築します。このプロセスにより、複雑な形状やカスタマイズされたデザインを正確かつ効率的に作成できます。
3Dプリンター市場
による グランドビューリサーチ3年、世界の20Dプリンティング市場は2023億米ドルを超えると評価され、23.5年から2024年の間に2030%の複合成長率（CAGR）で成長すると予測されています。2023年には北米が世界収益の33%以上を占める支配的な勢力となり、この変革的技術における強固な足場を示しています。
3D印刷の利点
3D プリントは数多くの利点があるため、多くの業界で非常に魅力的であり、そのため、企業が通常のビジネス プロセスの一部として 3D プリントを導入し続けています。
主な利点は次のとおりです。
- デザインの自由3D プリントにより、従来の製造方法では実現が困難、あるいは不可能な、複雑で精巧な形状の作成が可能になります。
- ラピッドプロトタイピング3D プリントを使用すると、設計を迅速に反復し、テストと検証用のプロトタイプを作成できるため、市場投入までの時間と開発コストを削減できます。
- カスタマイズ3D プリントにより、製品のカスタマイズとパーソナライズが可能になり、個人の好みや独自の要件に応えることができます。
- コスト効率: 付加製造は、高価なツールやセットアップが不要になるため、少量生産の場合、よりコスト効率が高くなります。
- 廃棄物の削減3D プリントでは、オブジェクトの構築に必要な材料のみを使用することで、従来の製造プロセスと比較して廃棄物を最小限に抑えます。
- オンデマンド製造3D プリントを使用すると、オンデマンドでオブジェクトを生産できるため、大量の在庫や保管スペースが不要になります。
- ユーザー補助3D プリンターはより手頃な価格で使いやすくなり、個人、愛好家、中小企業でもこの技術を利用できるようになりました。
3Dプリンターの種類
3D プリンターにはいくつかの種類があり、それぞれ異なる技術と材料を使用しています。
最も一般的なタイプのいくつかを次に示します。
- 溶融堆積モデリング（FDM）FDM プリンターは、加熱されたノズルから熱可塑性フィラメントを押し出し、層を積み重ねて最終オブジェクトを作成します。これは、最も人気があり、手頃な価格の 3D 印刷技術の XNUMX つです。
- 光造形法（SLA）SLA プリンターは、紫外線 (UV) で硬化する液体樹脂を使用して、オブジェクトを層ごとに作成します。この技術は高解像度と滑らかな表面仕上げを提供するため、詳細なプロトタイプやモデルに最適です。
- 選択的レーザー焼結（SLS）： SLS プリンターは、高出力レーザーを使用して、プラスチックや金属などの粉末材料を選択的に焼結し、オブジェクトを作成します。この方法により、複雑な形状を持つ耐久性と機能性に優れた部品を製造できます。
- 直接金属レーザー焼結（DMLS）： DMLS プリンターは、高出力レーザーを使用して金属粉末を層ごとに選択的に融合し、金属部品を作成します。この付加製造技術は、優れた機械的特性を持つ複雑な形状を生成できるため、航空宇宙、医療、産業用途に適しています。
- 電子ビーム溶解（EBM）： EBM プリンターは、電子ビームを使用して金属粉末を溶かして融合し、層を形成して金属部品を作成します。この技術は、高い精度と最小限の材料の無駄を実現し、航空宇宙、自動車、整形外科の業界で複雑で高性能なコンポーネントを製造するために広く使用されています。
- インクジェット3Dプリント: インクジェット 3D 印刷では、インクジェット プリントヘッドを使用して材料の液滴をビルド プラットフォーム上に置き、その後、硬化または固化して層を形成します。この技術は、ポリマー、セラミック、金属など、さまざまな材料で印刷でき、さまざまな業界で試作、製造、カスタマイズに使用されています。
- デジタル光処理（DLP）： SLA テクノロジーと同様に、DLP プリンターはデジタル光プロジェクターを使用して液体樹脂の層を硬化させます。ただし、DLP プリンターは通常、層全体を同時に硬化させるため、印刷時間が短縮されます。
による グランドビューリサーチ10年、ステレオリソグラフィー（SLA）セグメントが市場をリードし、世界収益の2023％以上を占めました。熱溶解積層法（FDM）は、さまざまな2023DPプロセスで技術が広く採用されたため、3年にかなりの収益シェアを占めました。DLP、EBM、インクジェット印刷、およびDMLSセグメントは、これらの技術が特殊な積層製造プロセスに適用できるため、2024年から2030年の間に採用が拡大すると予想されています。
各タイプの 3D プリンターには利点と制限があるため、プロジェクトに適したテクノロジーを選択する際には、ニーズと要件を考慮することが重要です。
3Dプリントに使用される材料
3D プリントでは、材料の選択が最終的な印刷物の特性と特徴を決定する上で重要な役割を果たします。3D プリントで使用される一般的な材料の概要は次のとおりです。
プラスチック
- ABS（アクリロニトリルブタジエンスチレン）: 強度、耐久性、耐衝撃性に優れていることで知られる ABS は、機能プロトタイプや最終用途部品によく選ばれています。
- PLA（ポリ乳酸）PLA は、トウモロコシのデンプンやサトウキビなどの再生可能な資源から得られる、生分解性で環境に優しい熱可塑性プラスチックです。印刷が簡単で色が鮮やかなため、試作、趣味のプロジェクト、教育目的で広く使用されています。
- PETG（ポリエチレンテレフタレートグリコール）PETGはABSの強度と耐久性、PLAの印刷のしやすさを兼ね備えており、機械部品、容器、ディスプレイなど幅広い用途に適しています。
樹脂
- 標準樹脂: 標準樹脂は、ステレオリソグラフィー (SLA) およびデジタル光処理 (DLP) 3D 印刷技術でよく使用されます。高解像度で滑らかな表面仕上げを実現し、詳細なモデル、ジュエリー、歯科用途に最適です。
- エンジニアリング樹脂エンジニアリング樹脂は、高温、過酷な環境、機械的ストレスに耐えることができます。例としては、機能部品、金型、ツールの試作に適した強靭で柔軟性のある高温樹脂が挙げられます。
- 鋳造可能な樹脂: 鋳造可能な樹脂は、インベストメント鋳造用途向けに設計されており、ユーザーは金属合金で鋳造できるジュエリー、歯科、製造用の金型の詳細なパターンを作成できます。
金属
- ステンレス鋼: ステンレス鋼は、その強度、耐腐食性、汎用性から、金属 3D プリントで広く使用されています。航空宇宙、自動車、医療用途の耐久性と機能性に優れた部品の製造に適しています。
- チタンチタンは、強度、軽量性、生体適合性のユニークな組み合わせを備えており、航空宇宙、医療用インプラント、高性能エンジニアリング アプリケーションに最適です。
- アルミニウムアルミニウムは、軽量、熱伝導性、リサイクル性に優れていることで評価されています。航空宇宙、自動車、家電業界では、軽量部品やヒートシンクの製造によく使用されています。
コンポジット
- カーボンファイバー: 炭素繊維複合材は、炭素繊維の軽量性と高強度の特性と 3D プリントの汎用性を兼ね備えています。航空宇宙、自動車、スポーツ用品の分野で、強化された機械的特性を持つ軽量で耐久性のある部品の製造に使用されています。
- ガラス繊維ガラス繊維複合材は、強度、剛性、熱安定性に優れているため、自動車部品、スポーツ用具、工業用部品などの構造用途に適しています。
3Dプリント材料の特性と用途
3D プリントで使用される各材料には独自の特性と用途があるため、特定のプロジェクト要件に適した材料を選択することが重要です。最も一般的な特性と用途は次のとおりです。
- 強度と耐久性ABS、PETG、エンジニアリング樹脂などの一部の材料は、高い強度と耐久性を備えているため、機能プロトタイプ、機械部品、最終製品に適しています。
- 柔軟性と弾力性TPU (熱可塑性ポリウレタン) などの柔軟性と弾性のある材料は、柔軟な部品、ガスケット、ウェアラブル デバイスの製造に最適です。
- 耐熱性耐熱樹脂や金属合金などの耐熱性の高い材料は、エンジン部品、金型、工具など、高温にさらされる用途に適しています。
- 生体適合性特定の樹脂や金属などの生体適合性材料は、手術ガイド、歯科模型、整形外科用インプラントなどの医療および歯科用途に使用されます。
さまざまな 3D プリント材料の特性と用途を理解することは、プロジェクトに適した材料を選択し、パフォーマンス、美観、機能性において望ましい結果を達成するために不可欠です。
最終的な考え
3D プリントは、設計の自由度、迅速なプロトタイピング、カスタマイズ、コスト効率など、数多くのメリットをもたらす画期的なテクノロジーです。利用可能なさまざまなタイプの 3D プリンターとその機能を理解することで、プロジェクトにおける革新と創造性の無限の可能性を引き出すことができます。
3D プリンターの需要の高まりを活用したいと考えている事業主にとって、次のステップは 3D プリンターの販売分野をさらに深く掘り下げることです。3D プリンターを製品ラインナップに追加することを検討している場合でも、3D 印刷技術に重点を置いた新しい事業を立ち上げる場合でも、成功のためには考慮すべき要素や実装すべき戦略が数多くあります。
3D プリンターの販売について詳しくは、このシリーズの次のブログをご覧ください。このガイドでは、3D プリント販売のエキサイティングな世界に参入するために知っておく必要のあるすべてのことを説明します。
