3Dプリンティングとは

航空宇宙業界、自動車業界、ヘルスケア業界のエンジニアは、3Dプリンティングを活用し、迅速なプロトタイピングや経済的に採算性に優れた短期生産運転を実現しています。レースカー、航空機の内装、医療機器などに使われる部品を製造しています。しかし、こうした事例は、3Dプリンティングによって実現できることや3Dプリンティングがもたらすメリットのほんの一部に過ぎません。

3Dプリンティングとは

3Dプリンティングは積層造形とも呼ばれ、従来型の製造方法の対極に位置するものです。材料を機械加工または「切削」することによって対象物を形作る(彫刻家が粘土を削るのによく似ています)代わりに、3Dプリンティングでは、材料を1層ずつ積み重ねることによって対象物を形作っていきます。

製品設計者やエンジニアはデジタル(CAD)ファイルを3Dプリンタにアップロードし、その後プリンタが立体的な対象物を3Dでプリントします。熱可塑性プラスチックは最も多く利用される材料です。その他にも感光性樹脂、エポキシ樹脂、金属などが利用されます。

最先端の材料にバイオインクがあります。これはヒト細胞とゼラチンの混合物からできており、複雑な組織モデルを3Dプリントするために利用されています。さらにチョコレートなどの食べられる材料も3Dプリンティングで利用されています。

3Dプリンティング技術の可能性についての考察

CNNの報告によると、自動車業界では、シフトノブやシリンダーヘッドなど3Dプリントによる部品が乗用車とレーシングカーの両方に取り入れられており、その結果、コストが削減され性能が向上しています。航空宇宙産業では、3Dプリントされた軽量なテーブルトレーや、ジェットエンジン向けの複雑な3Dプリント部品が製造されており、品質の改善や燃料消費の低減につながっています。

ヘルスケア業界では、人工装具や有機材料などの医療製品を作るために3Dプリンティング技術が利用されており、患者ごとのカスタム設計が改善されています。たとえば、神経外科の研修医がトレーニングに使う複雑な大脳モデルのように、さまざまな種類の色と材料が使用される複雑な物体を製作する場合には、PolyJet 3Dプリンティング技術は理想的な方法となります。

多くの業界において、3Dプリンティングによって部品のラピッドプロトタイピングにかかる時間が数日から数時間に短縮されました。これにより、設計サイクル期間が大幅に短縮されるとともに、製品の市場投入が迅速化されます。

3Dプリンタを利用することができない企業であっても、この技術を活用することができます。ダイレクト3Dプリンティングサービスを使えば、企業はデジタル設計ファイルを送信するだけで、3Dプリンティングを外部委託できます。後日にサービス会社が部品を3Dプリントし、設計者にすぐに送ってくれます。

従来型の製造にはない3Dプリンティングのメリットを無視することはできません。Forbesの報告によると、各業界はこの画期的な技術への投資を毎年増やしています。3Dプリンティングによって、より複雑な設計への対応力、カスタマイズ、軽量さが必要な用途、先端材料の利用が実現し、ほぼすべての業界において設計と製造に変革が起きています。

PolyJet技術とその仕組み。

PolyJet技術の詳細については以下のビデオをご覧ください。

FDM技術。その仕組み。

FDM技術の詳細については以下のビデオをご覧ください。