3Dプリントとは何ですか？

ナイロン

ナイロンは、高い耐衝撃性と耐摩耗性を提供する丈夫で半柔軟性の素材であると評判です。 これは、耐久性のあるパーツ、テキスタイル、アクセサリーを印刷するのに便利です。 これは、複雑または繊細な形状に理想的なオプションです。 また、安価で、反りが最小限で、染色や着色が容易な最も頑丈なプラスチック材料の1つです。 ただし、水に弱いため、乾いた状態に保つ必要があります。 また、冷却中に収縮する傾向があり、印刷の精度が低下する可能性があります。 ナイロンフィラメントは通常、220〜250°C（428°〜482°F）の押出機温度を必要とします。

樹脂

これも、プラスチック樹脂を原料とする一般的な3Dプリント素材です。 収縮性が低く、耐薬品性に​​優れています。 また、フィラメントを使用した印刷と比較して、より高速な印刷プロセスを提供します。 また、置物、チェスの駒、指輪、アクセサリー、備品の作成にも使用できます。 3Dモデルは、200〜300°C（392°〜572°F）の範囲の温度の樹脂を使用して印刷されます。 樹脂は高価な側にあります

3Dプリントに一般的に使用されるその他のプラスチック

• TPUまたは熱可塑性ポリウレタンは、柔軟性があり、耐摩耗性のある熱可塑性プラスチックです。 耐久性があり、摂氏80度（176°F）までの周囲温度に耐える能力を備えた3Dプリントオブジェクトの作成に役立ちます。 電話ケース、ラバーマット、ストレス玩具などに最適です。
• PETGまたはグリコール化ポリエステルは、食品に安全なABSよりも比較的強力な素材です。 しかし、収縮欠陥は少ないです。 ただし、印刷面に付着し、食品保存容器、包装、および補綴装置の製造に使用できます。
• ASAには、強力な耐紫外線性と耐薬品性があります。 後処理は簡単ですが、高い印刷温度が必要です。 バンパーカバー、園芸用品、備品の製造によく使用されます。
• PEI（ULTEM）または（ポリエーテルイミド）は、3Dプリンターの表面を構築するのに適しています。 琥珀色の表面は化学的攻撃に耐性があり、屋外条件にさらされても劣化しません。 これにより、換気システム、ラッチ、ケーブルダクトの作成に最適です。

3Dプリントに金属を使用する

直接金属レーザー焼結（DMLS）としても知られる金属3D印刷は、レーザービームを使用して、金属粉末の20〜60ミクロンの層を溶かし、金属粉末から耐久性のある部品を作成します。 それらは主に、航空宇宙および自動車産業向けのツールコンポーネントおよび完成部品の作成に役立ちます。 これらの金属を使用することで、軽量でコストの低いコンポーネントを製造できます。

アルミニウム

おそらく、金属3D印刷で最も一般的に使用される材料は、アルミニウムが主に合金の形で使用されます。 抵抗性に優れ、軽量で高電圧に耐える特性を備えているので便利です。 これは主に、航空業界や自動車業界など、体重を抑えることが不可欠な場合に使用されます。 これを使用すると、複雑な形状を作成するために設計の詳細を作成できます。 アルミニウムの融点は670°C（1238°F）であり、プロトタイピングに理想的な材料です。 比較的高いコストに加えて、3D金属印刷による大量生産のために部品の設計を微調整するには、通常、いくつかのビルドが必要です。

ステンレス鋼

ステンレス鋼は、1400°C（2552°F）の高融点を持つもう1つの3D印刷金属材料です。 これにより、さまざまな製造方法の要求の厳しいプロジェクトやプロトタイピングに最適です。 また、カスタマイズされた整形外科の製造など、医療業界でのアプリケーションも提供します。 耐熱性、耐食性、耐摩耗性を備えているため、航空宇宙産業や自動車産業で部品の製造に人気があります。 ただし、印刷には時間がかかり、場合によっては微視的なレベルで、印刷されたステンレス鋼は通常非常に多孔性であるため、弱く、破損しやすくなります。

その他の一般的な3D印刷材料

• セラミック：セラミックには、反りや破損なしに極圧と温度に耐えることができる特性があります。 腐食しにくく、摩耗しにくいため、金属やプラスチックよりも優れています。 高精度な作品に人気があり、なめらかで光沢のある仕上がりになります。 それらはまた、熱、酸、および灰汁に対して非常に耐性があります。 欠点は、溶融するのに非常に高い温度が必要であり、壊れやすく、ピースアセンブリの製造に特に適しているわけではないことです。
• 紙：紙は3D印刷の素材として使用でき、木のような感じに印刷することができます。 ただし、3Dペーパープリントは、他の素材に見られる耐久性とディテールに欠けています。 乾燥すると収縮しやすく、正確な寸法を得るのに問題があります。
• 食品：食品は3Dプリントの素材としても使用されています。 ピューレ、ゼリー、チーズなど、たくさんの食品を作ることができます。 この技術はNASAでも使用されており、食品の浪費を抑えるのにも役立ちます。

3Dプリントの概要

アディティブマニュファクチャリング（AM）とも呼ばれる3D印刷は、ソフトウェアを使用してオブジェクトのデザインを作成するのに役立ちます。次に、3Dプリンターは、オブジェクトの形状が形成されるまで、材料の層の上にレイヤーを追加することによってオブジェクトを作成します。 最終的なオブジェクトは、プラスチック、金属、粉末、フィラメント、紙など、任意の数の印刷材料を使用して作成できます。

3D印刷から得られる利点には、短い生産工程が含まれます。 簡単で迅速なプロトタイピング。 迅速なカスタマイズ性と適応。 複雑な形状を作成する機能。 費用対効果; 廃棄物を削減します。 部品を層状に印刷することで、生産システムに革命をもたらしました。 これにより、従来の生産手段では困難だった内部構造やサブアセンブリを1回の実行で複雑なオブジェクトを作成できます。

この生産手段のもう1つの革新は、材料が差し引かれるのではなく、追加されることです。 ここでは、材料を除去または廃棄するのではなく、オブジェクトを構築するために原材料が追加されます。 これにより、個別の工具や手作りを必要とせずに大量生産を実行できます。 これにより、原材料を節約し、効率的な設計および製造プロセスを作成できます。

世界の3D印刷業界は、2020年に約126億ドルと評価されました。2020年から2023年の間に年率約17％の成長が見込まれています。3D印刷技術は真に革新的であり、幅広い範囲を提供する多用途技術として浮上しています。幅広い業界で採用されているアプリケーションの一覧です。

3Dプリンター

基本的に、3Dプリンターは、単純な紙のドキュメントを作成するのではなく、さまざまな素材からソリッド3Dモデルを作成するインクジェットプリンターのようなものです。 3Dプリンターは、材料と精密工具を使用して3次元オブジェクトを最初から作成する積層造形の一種です。 工業用グレードからオープンソースまで、さまざまな3Dプリンターソフトウェアツールを利用できます。 3Dプリンターを使用すると、おもちゃ、機械部品、宝石、さらにはケーキまで、ほとんど何でも作ることができます。

彼らは従来の工場の生産ラインを1台の機械に置き換えています。 印刷可能なファイルを使用すると、通常のPCを使用して3Dプリンターに接続し、「印刷」を押して3D印刷を即座に取得できます。 あなたのビジネスのデスクトップ3Dプリンターは、無限の機会を提供することができます。 ただし、印刷速度はモデルごと、および使用する特定の素材によって異なる場合があります。 ただし、プロトタイプやパーツを作成し、必要なものを短時間で作成することは、依然として迅速なオプションです。 また、従来の製造コストの何分の1かで高品質の工業用部品を製造するのにも役立ちます。 また、デザインを革新して微調整する機能もあり、それに応じて材料を開発および変更できます。 実際、ここに今日の市場で中小企業に最適な3Dプリンターの良い選択があります。

3Dプリントの簡単な歴史

3D印刷の実行可能性に関する真剣な検討は、1980年代に日本の発明者である児玉英夫が3Dプリンターの特許を取得したときに初めて明らかになりました。 彼はそれを積層造形のモデルに基づいてモデルとプロトタイプを作成しました。 しかし、3Dモデルを作成するために積層造形技術を使用するというアイデアは、1940年代から科学者によって検討されていました。 以前はラピッドプロトタイピングと呼ばれていましたが、3Dコンピューター支援設計（CAD）を使用して、物理的な部品、モデル、またはアセンブリを迅速に製造できるように設計されていました。 今日、このテクノロジーは文字通りすべての業界に浸透し、イノベーションを推進し続けています。

3Dプリントは何に使用されますか？

3D印刷は、今日、航空から教育、ファッションから食品まで、さまざまな業界で普及しています。 3Dプリントを採用している主なセクターのいくつかを次に示します。

教育

学校や大学は現在、カリキュラムに3D印刷方法を取り入れています。 これは、このプロセスにより、学生が高価な工具や機器を必要とせずにプロトタイプを作成できるようになるためです。 これにより、学生は画面上のアイデアや画像から物理的な3次元オブジェクトへのギャップを大幅になくすことで、モデルを簡単に設計および作成できます。

学生は、設計、工学、および建築の原則を探求することにより、さまざまな3D印刷アプリケーションについて学びます。 また、モデル、化石などのアイテムを複製したり、建設モデルを簡単に設計したり、臓器の断面を調べたり、分子や化合物の3Dモデルを作成したりすることもできます。

航空業界

航空業界では、3D印刷が製造およびプロトタイピングソリューションの提供に役立っています。航空業界は、3D印刷を使用して、飛行機のパネルパーツ、航空機エンジンの部品、3Dジェットエンジンモデルを作成し、複雑なコンポーネントを1つの部品で製造しています。 これは見返りに、品質基準を維持しながら組み立てを簡素化するのに役立ちます。 また、材料を最適に使用し、コンポーネントをオンデマンドで製造することでコストを節約し、保管コストを削減します。 同様に、工具のコストと無駄を削減しています。

自動車

自動車業界はかなり前から3Dプリントを使用してきました。 これにより、企業はスペアパーツ、ツール、備品を印刷し、新しいモデルの車のプロトタイプを実験しています。 最後に、3D印刷により、自動車製造の研究開発と設計および製造段階が大幅に削減されました。

建築

建築および建設業界では、建物の詳細なモデルを作成するために3D印刷が使用されています。 これにより、建築家は3D構造を簡単に変更し、より高速で手頃な価格のプロトタイピングでさまざまな市場の可能性をテストできます。 建物、橋、その他の建築物の洗練された縮尺模型をすばやく作成するのに役立ちます。

医学

医療分野も3D印刷の恩恵を受けており、治療、トレーニング、研究に革新をもたらすのに役立っています。 現在、3D印刷は、カスタマイズされた補綴物、義歯、インプラント、補聴器などの製造に使用されています。 外科医は、正確なレプリカ3D印刷モデルを利用して、複雑な手術や移植を行います。

3 Dバイオプリンティングにより、科学者は近い将来、移植患者が臓器を拒絶するのを防ぐためにドナーDNAを使用して体の一部を作るために、実際に組織を印刷できるようになるかもしれないという楽観的な見方があります。 効果的な薬物試験試験のために、すでに3Dプリントされた組織工学アプリケーションが開発されています。

ジュエリー

ジュエリーの作成に関しては、3Dプリンターを使用すると、従来のジュエリーの作成方法では不可能なデザインを試すことができます。 3Dプリンターでジュエリーを作る方法は2つあります。 1つは、3Dデザインから直接オブジェクトを作成するか、3Dを使用してジュエリーを鋳造するための型を作成することができます。 このテクノロジーは、デザインのプロトタイピングにも役立ちます。

ロボット工学

多くのロボット工学企業は、ロボットの設計に3D印刷を使用し始めています。これは、このテクノロジーが3D印刷によって生み出される柔軟性とカスタマイズを通じて、スマートな製造を提供するためです。 これにより、ラピッドプロトタイピングが可能になり、テストと試行に基づいた迅速な設計の改良が可能になります。 これは、精度を必要とするスマート製造用のロボット工学の開発に役立つため、すばらしいニュースです。

美術

アーティストはまた、3Dモデルを作品に組み込むことで、3Dプリントのメリットを活用しています。 このテクノロジーは、スケッチや写真を使用するだけで、コンピューターから直接素晴らしい彫刻を作成することで、彫刻を比較的簡単にするのに役立ちました。 それらは、小道具、衣装、複製などの現実的な芸術作品を比較的簡単に作成するために使用されています。

製造業

製造における3D印刷の主な魅力は、製造プロセス全体を迅速かつ費用効果の高いものにすることです。 メーカーはこれまで以上にプロトタイプを迅速に作成し、オンデマンドで印刷できるため、簡単にアクセスできるテクノロジーを使用して生産の無駄を最小限に抑えることができます。 3D印刷の速度と低コストにより、製品のライフサイクルはメーカーによって短縮され、より短い時間で製品を改善および強化します。

3Dプリントプロセスとは何ですか？

簡単に言えば、3D印刷には、3Dオブジェクトを作成するために材料の層を積み重ねる付加的なプロセスが含まれます。 3D印刷の種類は、使用する目的や素材によって異なる場合があります。 しかし、3D印刷プロセスには、次の簡単な手順が必要です。

1. PCを使用してデジタル設計したり、3Dスキャナースキャンを使用して3Dオブジェクトをスキャンしたり、3D写真を選択して印刷したりできます。
2. 3Dプリンターがオブジェクトを印刷できるように、画像をSTLファイルに変換するには、コンピューター支援設計（CAD）が必要です。 人気のあるCADソフトウェアには、Morphi、BlocksCAD、TinkerCADなどがあります。
3. プラスチック、セラミック、金属、またはその他の材料など、特定のニーズに基づいて、3Dオブジェクトの印刷に使用する材料を選択する必要があります。
4. そして最後に、「印刷」を押して、3Dプリンターにオブジェクトを印刷させます

最高の3Dソフトウェアは何ですか？

今日、複数の業界で3D印刷が人気を博しているため、多数の3Dデザインプログラムが作成されています。 それぞれに、さまざまな3Dデザインと印刷方法があります。 これが今日利用できる最高の3D印刷ソフトウェアの選択です。

オンシェイプ

Onshapeには、CAD、3D印刷ワークフロー、コラボレーション、分析、管理ツール、および50を超えるエンジニアリングアプリケーションを備えたAPIが付属しています。 これは、設計チームがより迅速に共同作業を行い、リアルタイムの分析と自社の設計および製造プロセスに対する前例のない可視性を備えたビジネス上の意思決定を行うのに役立ちます。 このCADソフトウェアは、主に高度なロボット工学、生物医学装置、産業機械、農業機器、および消費者製品のモデリングに使用されます。 1年間のユーザーあたり$1,500の高額なサブスクリプション価格で提供されます。

サイ

Rhinocerosは、3Dデザインを作成するための強力で用途の広いモデリングソフトウェアです。 3Dモデルを比較的簡単に作成、編集、分析、文書化、レンダリング、およびアニメーション化できます。 主に建築デザイナーやインテリアデザイナーによって使用され、建設前に空間を視覚化することができます。 Rhinocerosを使用すると、ハードウェアを超える複雑さ、程度、またはサイズに制限がなく、手のスケッチを3Dビジュアライゼーションに簡単に変換できます。 ライセンスを通じて、ライセンスあたり915ドルで利用できます。

Fusion360

Fusion 360は、高度な3Dパーツを作成し、それをモデル化するために同様に高度なソフトウェアを必要とするすべての人に適しています。 最高のCADソフトウェアスイートの1つであると宣伝されていますが、3D印​​刷と強く結びついています。 Fusion 360には、製品の設計と製造のためのクラウドベースの3Dモデリング、CAD、CAM、CAE、およびPCBソフトウェアプラットフォームが付属しています。 設計、エンジニアリング、電子機器、製造に適した製品を設計およびエンジニアリングするための幅広いアプリケーションを提供します。 支払いに関しては、ユーザーはコミットメントなしで標準の月額$ 60のライセンス料を選択するか、年額$347を支払うことができます。

TinkerCAD

オートデスクのTinkerCADは、初心者を念頭に置いて設計された無料のオンライン3Dモデリングおよびコーディングソフトウェアです。 これは、ユーザーが一連の基本的な形状からモデルを開発できるようにする直感的なブロック構築の概念を特徴としています。 TinkerCADには、ユーザーが特定のプロジェクトに適したモデルを見つけるのに役立つ数百万のファイルのライブラリが付属しています。 このシンプルなソフトウェアは、サードパーティの印刷サービスと相互作用し、オンラインまたは教室ですぐに使用できるレッスンプランが付属しています。 デザイナー、愛好家、教師、子供がおもちゃ、プロトタイプ、家の装飾、Minecraftモデル、ジュエリーなどを作るために使用できます。

ソリッドワークス

Solidworks CADソフトウェアは、製造、アセンブリ、シミュレーション、および3D印刷用の一連の編集ツールを提供します。 それは3Dプリントの産業面に向かって揺れています。 パラメトリック設計により、設計意図と設計応答の関係を明確にするのに役立ちます。 重要な機能は、相互にリンクされた属性を許可し、1つの属性が変更されたときにそれらの機能を自動的に変更できることです。 このモデリングプロセスにより、ユーザーは高性能の部品やアセンブリの3Dモデルを作成できます。 多くの場合、プロの3Dデザイナーが使用し、スタンダード、プロフェッショナル、プレミアムの3つの層があります。

最高の3Dプリントデザインのための3Dプリントテクノロジー

デザインを作成したら、印刷しましょう。 多種多様な3D製造方法から選択できます。 選択する方法は、印刷する素材と製品が設計されている業界によって異なります。 3Dプリント方法とその使用法の代表的な例をいくつか紹介します。

溶融堆積モデリング（FDM）

アディティブマニュファクチャリングの最もよく知られている形式の1つと考えられているのは、固体プラスチックまたはその他の材料のフィラメントをホットエンドに押し込み、溶融材料の細い流れを層状に押し出して、目的の3Dピースを構築することです。 ここでは、プリントヘッドの動きを一度に1層ずつ制御して、印刷された形状を定義します。

このプロセスは、自動車、製造、医療、航空などの業界でのプロトタイピングと迅速な製造に使用されます。 主に3D印刷にプラスチック材料を使用し、ABS、ポリカーボネート（PC）、ポリ乳酸（PLA）、ポリエチレンテレフタレート（PETG）などのポリマーを使用します。

ステレオリソグラフィー（SLA）

ステレオリソグラフィー（SLA）または樹脂印刷は、液体プラスチック樹脂を使用して層ごとに3D印刷を行う形式であり、光を使用して硬化させ、化学反応を起こして硬化プラスチックを形成します。 プロトタイプ、モデル、コンポーネント、コンピューターハードウェアの作成に使用できます。

このプロセスは、細かい特徴と滑らかな表面仕上げを作成するのに役立ちます。 そのアプリケーションには、製造、カスタムツールの印刷、金型、宝石、薬、およびその他の多くのアプリケーションが含まれます。 ステレオリソグラフィーは高速で、ほとんどすべてのデザインを作成できますが、高価になる可能性があります。

マテリアルジェッティング（ポリジェット）

このプロセスは、インクジェット印刷と同じように機能しますが、ページにインクを置くのではなく、1つまたは複数のプリントヘッドから液体材料の層を堆積させます。 これは、非常に正確なフルカラーのビジュアルプロトタイプの作成に役立ちます。 そのアプリケーションは、教育、自動車、医療、金型の作成、パターンの鋳造に使用できます。

これは精密なプロセスですが、部品が頑丈でなく、時間の経過とともに劣化する、最も高価な3D印刷方法の1つです。 このプロセスにより、電子デバイスの作成も可能になります。

選択的レーザー溶融および選択的レーザー焼結（SLM / SLS）

選択的レーザー溶融（SLM）技術は、高出力密度レーザーを使用して金属粉末を溶融および溶融します。 それは主に、医療、自動車、航空、さらには宝石などの産業にチタン、銅、ニッケル、アルミニウム、コバルトを含むさまざまな金属を使用しています。

このプロセスでは、多くの場合、従来の金属よりも強力で、優れた表面仕上げを備えた優れた物理的特性を備えた部品を製造できます。 これは、プロトタイピングやツーリングにも役立ちます。

バインダー噴射

バインダー噴射プロセスでは、金属、ポリマー樹脂、セラミックなどの粉末材料の薄層をビルドプラットフォームに堆積させます。 次に、プリントヘッドによって堆積された接着剤を落とし、粒子を結合します。 バインダージェッティングは、フルカラープロトタイプ、金型、低コストの3D印刷された金属部品の作成など、さまざまなアプリケーションで使用されます。

このプロセスで使用される一般的な材料は、セラミックと金属です。 また、産業用途、歯科および医療機器、航空宇宙、部品鋳造などにも使用できます。

溶融フィラメント製造（FFF）

溶融フィラメント製造（FFF）は、熱可塑性材料の連続フィラメントを使用する3D印刷プロセスです。 フィラメントは、大きなスプールから移動する加熱されたプリンター押出機ヘッドを介して供給され、成長中の作業に堆積します。 このプロセスは、航空宇宙、医療、機械設計、さらには食品のプロトタイピングや迅速な製造を含むアプリケーションで使用されます。

このプロセスは、熱可塑性プラスチック、木材や金属を注入した熱可塑性プラスチック、さらには食品など、さまざまな材料を融合するのに役立ちます。 これは、安価な材料を使用しているため、最も安価な3Dプリンター技術の1つと見なされています。 また、材料の切り替えも簡単で、複数の異なる材料を使用して高速印刷プロセスで印刷できます。

電子ビーム溶融（EBM）

電子ビーム溶解（EBM）では、原料の金属粉末またはワイヤー材料が真空下に置かれ、電子ビームによって生成された加熱によって融合されます。 ホットプロセスは残留応力のない部品の製造に役立ち、真空はクリーンで制御された環境を保証します

この技術は、金属粉末全体を利用するため、高密度の製品を生み出すことになります。 その結果、主に医療、航空、自動車産業で使用されています。

デジタルライトプロセッシング（DLP）

デジタルライトプロセッシング（DLP）は、フォトポリマーで機能するという点でステレオリソグラフィーに似ています。 主な違いは光源です。 DLPテクノロジーは、液晶ディスプレイパネルを備えたアークランプなど、より従来型の光源を使用します。 次に、これはフォトポリマー樹脂のバットの表面全体にシングルパスで適用され、一般的にステレオリソグラフィーよりも高速になります。 その結果、プロトタイプ生産に理想的な高精度の3Dプリント部品を優れた解像度で製造します。

3Dプリントの未来

3D印刷は、文字通り製造業を永久に変えています。 プロトタイピングと製造の両方に迅速で手頃なソリューションを提供します。 かつては特殊化と工具が産業の成功の前提条件であった製造プロセスを民主化しました。 そして、3D印刷は現在、ギャップを急速に埋めています。 3D印刷ビジネスのアイデアのアプリケーションは、さまざまな業界にまたがって増え続けています。 そして、3D印刷技術は絶えず進歩しているので、それほど遠くない将来に3Dプリンターが私たちの家庭やオフィスで一般的なアイテムになるとしても驚かないでください。

簡単な言葉で3Dプリントとは何ですか？

簡単に言えば3Dプリントは 3次元のソリッドオブジェクトを作成する方法。 3Dオブジェクトは、特別に設計された3Dプリンターを使用して、レイヤーごとに構築することによって作成されます。 さまざまな素材を使用して、プラスチック、金属、セラミック、さらには食品を含む3Dオブジェクトを印刷できます。

3Dプリントと従来の製造の違いは何ですか？

従来の製造では、限られた特殊なオブジェクトを製造するために、熟練した労働力、射出成形用の金型、金型などの追加の材料が必要です。 一方、3D印刷では、CADソフトウェア、PC、3Dプリンター、および印刷材料を使用するだけで、環境に優しい3Dオブジェクトを非常に短時間で作成できます。

3Dプリントの主な用途は何ですか？

3D印刷は、企業が簡単にプロトタイピングできるようにするための大きな機会を提供します。 また、他の方法では作成するのが非常に難しいデザインを作成したり、高品質の製品を作成したりすることもできます。

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