3Dプリントとは、3D CADなどのデジタルデータをもとに、樹脂や金属などの材料を一層ずつ積み重ねて、立体物を製作する加工技術です。

従来の製造方法では、材料を削る、切る、曲げる、金型に流し込むなどの加工によって製品を作ります。

一方、3Dプリントは、必要な形状をデジタルデータから直接立体物として作ることができるため、複雑な形状や中空構造、従来工法では製作が難しい形状の製造にも活用されています。

3Dプリントは、試作品の製作だけでなく、

• 製品開発
• デザインモデル
• 機能試作
• 治具・工具
• 機械部品
• 医療・歯科
• 航空・宇宙
• 自動車
• 産業機器
• 小ロット生産
• 多品種少量生産
• カスタム製品
• 補修部品

など、幅広い分野で利用されています。

3Dプリントには、光硬化性樹脂を使用する「光造形」、熱可塑性樹脂を使用する「FDM／FFF」、粉末樹脂を使用する「SLS」「MJF」、金属粉末を使用する「金属積層造形」など、さまざまな方式があります。

そのため、3Dプリントを活用する際には、製作する製品の形状、必要な精度、強度、材料、数量、納期、コスト、表面品質などを考慮し、目的に合った工法を選択することが重要です。

3Dプリントとは、3Dデータをもとに材料を一層ずつ積み重ねて立体物を製作する技術です。

一般的には「3Dプリンター」と呼ばれる装置を使用します。

2Dプリンターが紙などの平面にインクやトナーを印刷するのに対し、3Dプリンターは高さ方向を含む3次元の形状を作り出します。

3Dプリントでは、まず3D CADなどを使用して立体形状をデジタルデータとして作成します。

その3Dデータを3Dプリンターが読み込み、薄い断面データに分割します。

その後、材料を一層ずつ積み重ねたり、硬化させたり、結合させたりすることで、立体物を形成します。

基本的な流れは、

製品のアイデア・設計

↓

3D CADで3Dデータを作成

↓

3Dプリント用データを準備

↓

3Dデータをスライス

↓

3Dプリンターで造形

↓

造形品を取り出す

↓

サポート除去・洗浄などの後処理

↓

研磨・塗装・染色・コーティングなどの後加工

↓

完成

となります。

「3Dプリント」と「3Dプリンター」は、似た言葉ですが意味が異なります。

3Dプリント

立体物を製作する技術・加工方法・製造工程を指します。

3Dプリンター

3Dプリントを行うための装置・機械を指します。

つまり、

3Dプリンター＝製造する機械

3Dプリント＝機械を使って立体物を作る技術

と考えると分かりやすいでしょう。

3Dプリントは、単に3Dプリンターを動かすだけではありません。

3Dデータの作成、材料選択、造形方式の選択、造形条件の設定、後処理、表面仕上げまで含めて、最終製品を作り上げる製造プロセスとして考えることが重要です。

3Dプリントの基本的な考え方は、立体物を薄い層に分割し、その層を一枚ずつ積み重ねることです。

例えば、高さ100mmの立体物を0.1mmの厚さで積層すると、理論上は約1,000層を積み重ねて製作することになります。

実際の3Dプリントでは、3Dデータを「スライス」と呼ばれる処理によって薄い断面に分割します。

3Dプリンターは、この断面データをもとに、

• 樹脂を溶かして積層する
• 樹脂を光で硬化する
• 粉末を焼結する
• 粉末を熱で結合する
• 金属粉末を溶融・結合する

などの方法で、一層ずつ形状を作ります。

この工程を繰り返すことで、最終的に立体形状が完成します。

3Dプリントは、一般的に**積層造形（Additive Manufacturing）**と呼ばれる製造方法の一つです。

積層造形とは、材料を付加しながら立体形状を作る製造方法です。

従来の切削加工では、材料の塊から不要な部分を削り取って製品を作ります。

一方、3Dプリントでは、必要な部分に材料を積み重ねて形状を作ります。

そのため、3Dプリントは、

「削って作る」

ではなく、

「積み重ねて作る」

という製造方法と表現できます。

この違いによって、従来工法では加工が難しかった複雑な形状を製作できる可能性があります。

3Dプリントには、さまざまな造形方式があります。

使用する材料や造形原理によって、それぞれ得意な用途が異なります。

1．光造形方式

光硬化性樹脂に紫外線などの光を照射して硬化させながら造形する方式です。

代表的な方式として、

• SLA
• DLP
• LCD

などがあります。

光造形方式は、一般的に高精細な造形や滑らかな表面を得やすいことが特徴です。

そのため、

• デザインモデル
• 精密模型
• 試作品
• 透明モデル
• 微細部品

などに適しています。

関連ページ

• 光造形とは？
• SLAとは？
• DLPとは？
• LCD方式とは？
• 光硬化性樹脂とは？

2．FDM／FFF方式

熱可塑性樹脂のフィラメントを熱で溶かし、ノズルから押し出して一層ずつ積み重ねる方式です。

比較的扱いやすく、家庭用から業務用まで幅広い3Dプリンターで採用されています。

代表的な材料には、

• PLA
• ABS
• PETG
• ナイロン
• PC

などがあります。

用途としては、

• 試作品
• 治具
• 工具
• 大型モデル
• 機能試作

などがあります。

関連ページ

• FDMとは？
• FFFとは？
• PLAとは？
• ABSとは？
• PETGとは？

3．SLS方式

SLSとは「Selective Laser Sintering」の略称で、日本語では「選択的レーザー焼結法」と呼ばれます。

粉末状の樹脂材料にレーザーを照射し、必要な部分を焼結させて造形します。

周囲の未焼結粉末が造形物を支えるため、基本的にサポート材を必要としません。

そのため、

• 複雑形状
• 中空構造
• 機能試作
• 機械部品
• 小ロット生産

などに適しています。

関連ページ

• SLSとは？
• 粉末造形とは？
• ナイロンとは？
• PA11とは？
• PA12とは？

4．MJF方式

MJFとは「Multi Jet Fusion」の略称です。

粉末状の材料に専用の薬剤を噴射し、熱を加えることで材料を結合させて造形します。

SLSと同様に、基本的にサポート材を必要としません。

複数の部品を造形エリア内に効率よく配置できるため、

• 機能試作
• 機械部品
• 小ロット生産
• 多品種少量生産
• カスタム部品

などに活用されています。

関連ページ

• MJFとは？
• SLSとは？
• ナイロンとは？
• PA12とは？

5．金属3Dプリント

金属粉末などを材料として、レーザーや電子ビームなどのエネルギーを利用して金属を溶融・結合させながら造形する方式です。

代表的な技術には、

• PBF
• DMLS
• SLM
• EBM

などがあります。

航空宇宙、自動車、医療、産業機器などの分野で利用されています。

関連ページ

• 金属3Dプリントとは？
• 金属積層造形とは？
• 金属粉末積層造形とは？

3Dプリントでは、造形方式によってさまざまな材料が使用されます。

樹脂

3Dプリントで最も一般的に使用される材料の一つです。

代表的な材料には、

• PLA
• ABS
• PETG
• PC
• ナイロン
• 光硬化性樹脂

などがあります。

光硬化性樹脂

SLA、DLP、LCDなどの光造形方式で使用されます。

材料によって、

• 透明
• 高硬度
• 高靭性
• 耐熱
• 柔軟
• キャスタブル

など、さまざまな特性があります。

ナイロン

SLSやMJFなどの粉末造形方式で代表的に使用される材料です。

強度と耐久性のバランスが良く、機能試作や部品製作、小ロット生産などに利用されています。

金属

金属3Dプリントでは、

• ステンレス
• アルミニウム
• チタン
• インコネル

などの材料が使用されます。

高強度や耐熱性が必要な部品の製造などに活用されています。

3Dプリントは、非常に幅広い製品や部品の製作に利用できます。

試作品

製品開発の初期段階で、実際の形状を確認するための試作品を短期間で製作できます。

デザインモデル

製品の外観やデザインを確認するためのモデルを製作できます。

機能試作品

実際に組み立てたり、動かしたりして機能を確認するための試作品を製作できます。

治具・工具

製造現場で使用する専用治具や工具を、必要な形状に合わせて製作できます。

機械部品

3Dプリント用材料を選択することで、実際に使用する機械部品を製作できる場合があります。

筐体・カバー

電子機器や産業機器などの筐体やカバーの試作、小ロット製造に活用できます。

医療・歯科モデル

人体模型、手術シミュレーションモデル、歯科模型などにも利用されています。

カスタム製品

個々のユーザーに合わせたカスタム部品や製品を製作できます。

補修部品

生産終了や廃番となった部品でも、図面や現物から3Dデータを作成することで再製作できる場合があります。

1．金型が不要

3Dプリントでは、基本的に金型を必要としません。

そのため、射出成形などと比較して、試作品や小ロット生産を始めやすいというメリットがあります。

2．設計変更に柔軟に対応できる

3Dデータを変更することで、製品形状を比較的容易に変更できます。

そのため、

設計

↓

試作

↓

評価

↓

設計変更

↓

再試作

という開発サイクルを短縮できます。

3．複雑な形状を製作できる

3Dプリントでは、従来工法では加工が難しい複雑な形状を製作できる場合があります。

例えば、

• 中空構造
• 内部流路
• 複雑な曲面
• 格子構造
• 一体化部品

などがあります。

4．少量生産に向いている

金型を必要としないため、少量の製品を製造する場合に適しています。

5．カスタマイズしやすい

3Dデータを変更することで、個別仕様の製品を製作できます。

そのため、

• オーダーメイド製品
• 個人向け製品
• 医療用カスタム部品
• カスタム治具

などに活用できます。

6．製品開発期間を短縮できる

3D CADデータから直接造形できるため、試作品を短期間で製作できます。

開発初期段階で実物を確認することで、設計上の問題を早期に発見できる可能性があります。

1．すべての製品が3Dプリントに向いているわけではない

大量生産では、射出成形や切削加工などの方がコスト面で有利になる場合があります。

3Dプリントは特に、

• 試作品
• 少量生産
• 多品種少量生産
• カスタム製品

などでメリットを発揮しやすい技術です。

2．造形方式によって性能が異なる

同じ3Dプリントでも、SLA、DLP、FDM、SLS、MJFなどで、

• 強度
• 精度
• 表面品質
• 耐熱性
• 寸法安定性

などが異なります。

そのため、目的に合った工法選択が重要です。

3．造形後の後処理が必要な場合がある

3Dプリントでは、造形後に、

• サポート除去
• 洗浄
• 二次硬化
• 粉末除去

などが必要になる場合があります。

さらに、

• 研磨
• 塗装
• 染色
• コーティング
• メッキ

などの後加工を行うこともあります。

4．3Dデータが必要

3Dプリントでは、基本的に3Dデータが必要です。

3D CADデータがない場合でも、

• 2D図面
• 手書き図面
• 現物
• 写真
• 3Dスキャン

などをもとに3Dデータを作成できる場合があります。

3Dプリントと従来の製造方法には、それぞれ得意分野があります。

3Dプリントは、すべての製造方法を置き換える技術ではありません。

重要なのは、製品の目的や数量に応じて、最適な製造方法を選択することです。

場合によっては、

3Dプリントで試作

↓

切削加工で機能確認

↓

射出成形で量産

というように、開発段階に応じて製造方法を使い分けることもあります。

3Dプリントでは、3D CADなどで作成したデジタルデータを使用します。

3D CADとは、コンピューター上で立体形状を設計するためのソフトウェアです。

代表的なデータ形式には、

• STL
• STEP
• 3DM
• OBJ

などがあります。

ただし、これらのデータ形式にはそれぞれ用途があります。

例えば、STLは3Dプリントで広く使用される形式ですが、形状を三角形ポリゴンで表現するため、CADデータそのものとは役割が異なります。

一方、STEPはCAD間で3D形状をやり取りするために使用されることが多く、設計データの受け渡しなどに利用されます。

そのため、

3D CADデータ

↓

3Dプリント用データ

↓

スライスデータ

↓

3Dプリント

という流れで考えると分かりやすいでしょう。

3Dデータがない場合でも、必ずしも3Dプリントができないわけではありません。

例えば、

• 2D図面
• 手書き図面
• 現物
• 既存部品
• 写真
• 3Dスキャンデータ

などをもとに、3Dデータを作成できる場合があります。

図面から3Dデータを作成

2D図面の寸法情報をもとに、3D CADデータを作成します。

現物から3Dスキャン

既存部品を3Dスキャンし、3Dデータ化します。

リバースエンジニアリング

現物を計測・解析し、3D CADデータとして再構築します。

そのため、

「3Dデータがないから3Dプリントできない」

とは限りません。

図面や現物しかない場合でも、3Dデータ作成から3Dプリントまで一貫して対応できる会社に相談することで、製作できる可能性があります。

3Dプリントを外部の製作会社へ依頼する場合は、次の情報を伝えるとスムーズです。

1．何を作りたいか

試作品なのか、実際に使用する部品なのかを伝えます。

2．必要な数量

1個なのか、10個なのか、100個なのかによって適した工法が変わります。

3．必要な材料

樹脂、ナイロン、金属など、必要な材料を確認します。

4．必要な精度

寸法精度や公差が必要な場合は、事前に伝えます。

5．表面品質

積層痕を残すのか、研磨するのか、塗装するのかなどを検討します。

6．納期

急ぎの試作品なのか、通常納期でよいのかを伝えます。

7．3Dデータの有無

3D CADデータがあるか、図面しかないか、現物しかないかを伝えます。

これらの情報をもとに、製作会社が適切な3Dプリント方式や材料、後加工方法を提案できます。

3Dプリントは、さまざまな業種で活用できます。

メーカー

新製品開発や試作品の製作に活用できます。

設計会社

設計した製品を実物として確認できます。

研究開発部門

新しい構造や材料の検証に利用できます。

製造業

治具、工具、部品製作などに活用できます。

自動車関連

試作品、機能部品、治具などに利用できます。

医療・歯科

医療模型や歯科模型などに利用されています。

建築・デザイン

建築模型やデザインモデルの製作に活用できます。

3Dプリントは、これまで主に試作品の製作を中心に活用されてきました。

しかし現在では、

試作

から

機能試作

へ、

さらに

小ロット生産

多品種少量生産

カスタム生産

へと活用範囲が広がっています。

特に、製品を大量に作って在庫を持つのではなく、必要なときに必要な数量だけ製造するオンデマンド生産との相性が良いことも、3Dプリントの大きな特徴です。

また、3Dスキャン、3D CAD、AI、シミュレーションなどのデジタル技術と組み合わせることで、

設計

↓

データ作成

↓

製造

↓

検査

↓

改善

というデジタル製造のサイクルを構築することも可能になります。

今後は、試作品の製作だけでなく、デジタルデータを中心とした新しい製造方法の一つとして、3Dプリントの活用がさらに広がることが期待されています。

Q．3Dプリントとは何ですか？

A．3Dプリントとは、3Dデータをもとに樹脂や金属などの材料を一層ずつ積み重ねて、立体物を製作する加工技術です。

Q．3Dプリンターとは何ですか？

A．3Dプリントを行うための装置です。3Dプリンターには、光造形、FDM、SLS、MJF、金属積層造形など、さまざまな方式があります。

Q．3Dプリントと3Dプリンターの違いは？

A．3Dプリントは製造技術や加工方法を指し、3Dプリンターはその技術を実行する装置を指します。

Q．3Dプリントには何が必要ですか？

A．基本的には3Dデータと、3Dプリンターに対応した材料が必要です。3Dデータがない場合でも、図面や現物から3Dデータを作成できる場合があります。

Q．3Dプリントで何が作れますか？

A．試作品、デザインモデル、機械部品、治具、工具、筐体、模型、医療モデル、カスタム製品、小ロット製品など、さまざまな立体物を製作できます。

Q．3Dプリントは強度がありますか？

A．使用する造形方式や材料によって異なります。FDM、SLS、MJF、金属積層造形など、機能部品や強度を必要とする用途に適した方式もあります。

Q．3Dプリントは量産できますか？

A．方式や製品によっては可能です。特にMJFやSLSなどは、小ロット生産や多品種少量生産に活用されています。ただし、大量生産では射出成形などが有利になる場合があります。

Q．3Dプリントは金型が必要ですか？

A．基本的には必要ありません。そのため、試作品や小ロット生産では、金型を使用する製造方法よりも導入しやすい場合があります。

Q．3Dプリントはどのくらいの精度で作れますか？

A．造形方式、装置、材料、形状、サイズ、造形条件などによって異なります。高精度が必要な場合は、光造形や精密切削など、用途に適した製造方法を選択することが重要です。

Q．3Dプリントは表面がザラザラしますか？

A．方式によって異なります。SLSやMJFなどの粉末造形は粉末由来の質感が残る場合があります。一方、SLAやDLPなどの光造形は比較的滑らかな表面を得やすい特徴があります。必要に応じて研磨や塗装などの後加工も可能です。

Q．3Dデータがなくても製作できますか？

A．可能な場合があります。図面、現物、写真、3Dスキャンなどをもとに3Dデータを作成し、そのデータから3Dプリントすることができます。

Q．3Dプリントと切削加工はどちらが良いですか？

A．用途によって異なります。複雑形状や少量生産では3Dプリント、高精度や材料選択の幅を重視する場合は切削加工が適することがあります。

Q．3Dプリントと射出成形はどちらが安いですか？

A．生産数量によって異なります。試作や少量生産では金型が不要な3Dプリントが有利な場合があります。一方、大量生産では射出成形の方が1個あたりのコストを抑えられる場合があります。

3Dプリントとは、3Dデータをもとに樹脂や金属などの材料を一層ずつ積み重ねて立体物を製作する製造技術です。

従来の切削加工のように材料を削って形を作るのではなく、必要な材料を積み重ねながら形状を作ることから、**積層造形（Additive Manufacturing）**とも呼ばれます。

3Dプリントには、

• SLA
• DLP
• LCD
• FDM／FFF
• SLS
• MJF
• 金属積層造形

など、さまざまな方式があります。

それぞれ、

• 精度
• 強度
• 表面品質
• 材料
• 造形サイズ
• 造形速度
• コスト

などの特徴が異なります。

そのため、3Dプリントを活用する際には、単純に「3Dプリンターで作る」のではなく、**「何を作るのか」「何個作るのか」「どのような性能が必要なのか」「どのような材料が必要なのか」**を考えたうえで、最適な造形方式を選択することが重要です。

アリエルでは、光造形、SLA、DLP、SLS、MJFなどの各種3Dプリント技術を活用し、3Dデータ作成から試作品、機能部品、小ロット生産、後加工まで、お客様の目的に合わせた製作方法をご提案しています。

「3Dプリントで試作品を作りたい」

「3Dデータがないけれど製作したい」

「図面から3Dデータを作ってほしい」

「現物を3Dスキャンして複製したい」

「廃番・生産終了部品を再製作したい」

「3Dプリントで小ロット生産したい」

など、3Dプリントに関するご相談がありましたら、お気軽にお問い合わせください。

• 3Dプリント・基礎知識

  • 3Dプリントとは？
  • 3Dプリンターとは？
  • 積層造形（Additive Manufacturing）とは？
  • 3Dプリンティングとは？

  3Dプリント工法

  • 光造形とは？
  • SLAとは？
  • DLPとは？
  • LCD方式とは？
  • FDM／FFFとは？
  • SLSとは？
  • MJFとは？
  • 金属3Dプリントとは？

  3Dプリント材料

  • 光硬化性樹脂とは？
  • PLAとは？
  • ABSとは？
  • ナイロンとは？
  • PA11とは？
  • PA12とは？
  • 金属材料とは？

  3Dデータ

  • 3D CADとは？
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  3Dプリント後加工

  • 3Dプリント表面仕上げとは？
  • 3Dプリント研磨とは？
  • 3Dプリント塗装とは？
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  • 3Dプリントコーティングとは？