蕗ちゃんの道草日記

金属積層造形とは、金属3Dプリンタを使って金属を造形する技術で、金属3Dプリンティングとも呼ばれています。
金属積層造形の大まかな仕組みは、樹脂を使用する3Dプリンタと同じです。


金属積層造形では、パソコンなどで制作した3Dデータをもとに、金属粉末を溶かして固めたり、
金属粉末を含んだフィラーを熱や特殊な薬剤で固めて造形します。
金属積層造形にはさまざまな方式があり、使用できる金属もアルミニウム系・チタン系・銅系など多種多様です。


金属積層造形が活用される分野
金属積層造形は、歯科などの医療分野・自動車部品・航空部品製作などの分野で活用されています。
送信した3Dデータから造形物を作る受託サービスも登場しています。
3Dデータさえ設計できれば、アイディア次第でさまざまなものの製作が可能です。
金属積層造形は欧米を中心に発達してきましたが、今後は日本でも普及が見込まれています。

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住宅会社で建築模型を作る場合、通常の業務を行いながらだと想像以上に大変です。建築模型づくりが従業員の負担になる恐れがあります。このような問題を解決する方法として、3Dプリンターによる建築模型作りがあります。

3Dプリンターで建築模型を作れば、以下のようなメリットが得られるため、ぜひ検討してみてください。


コストを削減できる
建築模型作りで使用するスチレンボードの厚さや大きさにもよりますが、2,000円～4,000円程度かかります。また、建築模型づくりは2～3日程度の制作日数がかかり、その分の人件費が割り当てられることになります。

その一方で、3Dプリンターで建築模型を作れば、フィラメント（材料）を購入するだけで済みます。使用するフィラメント、建築模型の大きさによって異なりますが、1,500円～3,000円程度で制作できます。また、人件費がかかりません。

このように、建築模型コストが削減できることが、3Dプリンターの魅力です。

建築模型の精度が上げられる
建築模型作りは失敗してしまうケースも多いです。例えば、図面では修正箇所が反映されているのに、模型では修正箇所が反映されていないなど、模型づくりの担当者の見落としミスが発生します。このようなミスを防止するために、建築模型づくりの取り組み方についてルールを設けている住宅会社も存在するでしょう。


3Dプリンターの建築模型づくりは、図面データを3Dプリンター用データに変換して出力するだけのため、見落としミスが防止できます。図面データは変更したけれど、建築模型に変更箇所が反映されていなかった等のミスを防止できることも3Dプリンターの魅力です。

さまざまな素材が利用できる
3Dプリンターで使用するフィラメント（材料）には、さまざまな種類があります。利用用途によって、フィラメントを使い分けられることも3Dプリンターの魅力です。下記の表は、3Dプリンターで使用できる素材の一覧表になります。
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歯科目的で使用されている3Dプリンターの多くは、「光造形方式」と呼ばれるタイプが採用されています。光造形方式は、造形後の処理に手間がかかるものの、微細な造形が可能で、他の方式に比べて表面の仕上がりや寸法精度に優れているのが特徴です。



光造形方式は、液体のUV硬化性樹脂であるレジンを材料とします。造形の仕組みは、レジンに光を照射し硬化させ、1層ずつ積層することで模型を作り上げます。

光造形方式は、大きく分けて「SLA」と「DLP」の2種類のタイプに分類されます。SLAは、光を一筆書きのようにして照射し、レジンを硬化させる仕組みで、光造形のなかでは古くからある方式です。光造形方式の総称としてSLAと呼ぶ場合もあります。


一方でDLPは、プロジェクターを用いて光を照射し、レジンを硬化させる仕組みです。SLAと違って面で光を照射するため、DLPの方が複数の模型をスピーディーに造形できます。DLPに似た仕組みとして、プロジェクターではなく液晶ディスプレイのLCDパネルを用いた「LCD」方式もあります。搭載しているLCDパネルは、解像度が高いほど、より精密な造形が可能です。

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まずは、安価な3Dプリンターの特徴をご説明します。

精度、安定性はもちろん、速度についても触れますので、比較検討の参考になさってください。

精度
冒頭でお伝えした、「寸法精度」と「表面精度」の2点から、安価な3Dプリンターの精度を見ていきましょう。

データ通りに造形されたかどうかの「寸法精度」については、安価な3Dプリンターの場合、一般的には変形しやすく、反り返りが発生しやすいと言えます。また、機種にもよりますが、データを忠実に再現しきれない場合も少なくありません。

表面の滑らかさを測る「表面精度」についても、残念ながら荒いものが多い傾向にあります。

安定性
安定性とは、装置のトラブルや造形失敗の頻度を指します。

安価な3Dプリンターの場合は、造形が途中で止まってしまうといったトラブルが多く、造形物も崩れてしまったり、フィラメントが糸状に固まったりすることも。

ご家庭で趣味の物を造形する分にはそれほど大きな問題にはならないかもしれませんが、業務用として3Dプリンターを導入するのであれば、安価なものは避けたほうが無難と言えるでしょう。造形し直しが発生し、業務効率も悪くなってしまいます。

速度
もはや説明不要かもしれませんが、速度とは、「造形スピード」のことを指します。

安価な3Dプリンターでも高速造形を可能にしている機種も存在しますが、その分、精度に影響が出ることもあり、速度と精度を両立させるには限界がある場合が多いです。

安価な3Dプリンターをご検討の方は、なるべく「精度」に振り切った機種を選択することをおすすめします。

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