カートをみる マイページへログイン ご利用案内 お問い合せ サイトマップ
RSS
 

3Dプリンタって何に?(その1)

3Dプリンタとは

一2次元データを紙に印刷する通常のプリンターに対して 3次元データを立体に出力するプリンターを総称して3Dプリンターと言います。もともと元は大手メーカーが試作部品を作るものとして以前は数百万〜数千万単位のコストが必要でしたが、近年数十万円程度の家庭用3Dプリンターが発売されて以来、アメリカを中心に世界中で急激に愛好者が急増しています。

個人向けでは3Dプリンターの普及を目的としたReprap互換プロジェクトから普及がはじまりました。このプリンタと同じ動作原理で動く3DプリンタはREPRAP互換機と呼ばれ、3Dプリンターのハードとソフトの設計書が オープンソースで公開されているもので、電子工作が得意で電子知識と工作能力のある方は3Dプリンターを全て自作する事も可能です。しかし、現在はキットや完成品も販売されるようになりました。 3Dプリンタの動作原理は熱で樹脂素材を押し出す吐出器(エキストルーダという。)がX軸、Y軸、Z軸方向へ移動できるようになっており、CADの3次元の部品データ(部品の輪切りの積層データ:STL形式)から一般のCNC機器と同じGコードを生成して制御されながら樹脂部品を形成します。

mendel.jpg

左の写真はREPRAPの原型のMENDEL(メンデル)
と呼ばれる現在の最新世代。

初代はDARWINダーウィン)と呼ばれた。オープンソースなのでハードウェアとソフトウェアの仕様が公開されている。

上部の樹脂エキストルーダー(樹脂吐出器)はXj軸、Y軸方向へ制御される。またテーブルはZ軸方向へ移動する。エキストルーダからは溶けたABS樹脂が直径約0..35mmのノズルから押し出され、プラットホームに部品を溶かしながら積層していきます。

printing_00.jpg

一般家庭向けに生産されている3Dプリンタは熱融解積層法を使用した樹脂フィラメント(ABS樹脂など材料の入手が比較的容易で安価なものを利用したものが主流になりつつあります。光硬化樹脂を用いる3Dプリンタは精度が高いのですが、材料が樹脂フィラメントの5?10倍くらい高価です。光硬化樹脂そのものの保存方法も注意を要するため、まだ個人向けの用途の光硬化樹脂を採用した3Dプリンタは少ないです。
一般家庭向けに生産されている3Dプリンタは熱融解積層法を使用した樹脂フィラメント(ABS樹脂など材料の入手が比較的容易で安価なものを利用したものが主流になりつつあります。光硬化樹脂を用いる3Dプリンタは精度が高いのですが、材料が樹脂フィラメントの5?10倍くらい高価です。光硬化樹脂そのものの保存方法も注意を要するため、まだ個人向けの用途の光硬化樹脂を採用した3Dプリンタは少ないです。

3Dプリンタの利点として
■切削加工ではなく熱による樹脂溶融積層法なので切削による騒音がなく、運転中の音が大変静かである。
■小型のものは通常のプリンタと設置面積がほぼ同等。
■3Dデータがあればすぐに出力が可能。
等があります。
<3DプリンタとCNC加工の違い>
一般のCNC加工機にはCNCフライスやCNC旋盤などがありますが、いずれも工作材料に対して切削して加工するのでその原理構造上、下の写真のような入れ子になっている物は構造絶対製作出来きませんが、3Dプリンタであれば容易に出力できます。
rei001.jpg rei002.jpg rei003.jpg

<3Dプリンタの種類>
造形方法

 光硬化樹脂成型法

 粉末固着硬化法

 熱溶解積層法

基本原理  樹脂に紫外線やレーザー
 などを照射し少しずつ硬化
 させていく脂成
 型法

 粉末の樹脂に接着剤を
 使って硬化させる成形
 方法。



 熱で融解した樹脂を少し
 ずつ積み重ねていく、成
 形方法



利  点   高精度な加工ができる。


 多色インキで一度で出力
 できる


  構造が簡単でランニング
  コストが一番安価。


欠  点

 光樹脂材料が大変高価
 である。また光で硬化す
 るのでその材料保存に
 注意を要する。

 樹脂が残った場合、廃棄
 処理にコストがかかる。
 

 
 

 インキが粉体を結びつけ
 る接着剤の役割を果たす
 がもので、粉体樹脂を固
 着させる方式。

 成形物を取り出す時に
 部屋中が粉だらけになる。
 

 

  吐出ノズルの構造上、
  100ミクロン以下の精
  度は出せない。ABSな
  のでそのままでも実用
  強度がある。

  樹脂が溶けるのはノズ
  ル内だけなので安全性
  は一番高い
 

価格帯 高価 高価 安価