3 D印刷技術総合ガイドライン

3 Dプリントは、車が交通を変え、インターネットが情報伝播を再構築したように、私たちの生活を根本的に変えています。この変化を受け入れて3 D印刷技術を理解する準備はできていますか。

3 Dプリントとは？

まず、3 Dプリントとは何かを理解してみましょう。

3 Dプリントを焼きケーキに例えることができます。すべての原料を混ぜて、それを焼き皿に置いてください。材料が固まると、ケーキがあります。同様に、3 Dプリントは、材料を層ごとに追加することによってソリッドオブジェクトを形成する。

3 D印刷、増材製造とも呼ばれ、デジタルモデルファイルとプリンタを使用してプラスチックや金属粉末などの特殊な材料層を積層し、複雑な形状を直接構築する。3 Dプリントに使用される材料は種類が多く、プラスチック、セラミックス、金属、さらには生物組織から、さまざまなニーズに対応することができます。

どのようなタイプの3 D印刷技術が存在しますか。

では、どのようなタイプの3 D印刷技術があるのでしょうか。

3 D印刷技術にはさまざまな種類があり、使用する材料の種類や関連するプロセスに応じて分類することができます。ここには、以下に示すように、押出ベース、樹脂ベース、粉末ベース、スプレー3 D印刷が含まれる。

1.押出による3 D印刷

これらの方法は、ノズルを介して加熱及び押出された材料（通常は熱可塑性フィラメント）を使用する。この材料は冷却時に硬化し、3 Dオブジェクトを形成する。その中で最も典型的なのは溶融堆積モデリング（FDM）印刷である。

● 溶融堆積モデリング（FDM）：これは最も一般的な3 D印刷技術の1つです。それは熱可塑性フィラメントを押し出し、それを融点に加熱し、それから層ごとに押し出して、3次元物体を形成する。3 Dプリントハウスの人気オンラインビデオはFDM技術を使用している。この技術は原型製造、部品生産、消費財生産に広く用いられている。例えば、レゴはFDMを使用して新しいレンガの原型を作成します。

現在、FDM 3 D印刷技術はかなり成熟しており、対応するFDMプリンタの精度と印刷速度は絶えず向上している。HPRT F 210の高精度FDM 3 Dプリンタが典型的な例である。

この3 Dプリンタは全金属一体型ボディを採用し、V型滑車を採用し、動きが安定し、騒音が低く、耐摩耗性があり、使用寿命が長い。その加熱板は高品質の格子ガラスプラットフォームを採用し、付着力が強く、印刷モデルの反りを防止し、迅速に手動でモデルを除去することができる。

F 210 3 Dプリンタはインテリジェントな保護システムを備え、持続的な電源オフをサポートし、印刷中の予期せぬ停電の懸念を解消し、時間、材料、安心を節約した。ユーザーフレンドリーなインタラクティブ設計のUIディスプレイも備えており、操作設定が簡単で、印刷の進捗が一目でわかり、初心者が簡単に手に入れることができます。

HPRT F 210 3 DプリンタはPLA、TEPG、TPUなどの多種のフィラメントと互換性がある。このプリンタは±0.2 mmまでの高い印刷精度を提供し、優れた品質と大きな価値を提供します。趣味の3 dプリンターとして、個性的な工芸品を作るのに最適です。オンラインで無料ダウンロードできる3 Dプリンタモデルは多数あり、操作ガイドに従ってモデルをコンピュータに導入するだけで、F 210 3 Dプリンタはあなたの想像作品を印刷することができます。

2.樹脂3 Dプリント

これらの印刷技術は主に感光性樹脂を材料として用いている。感光性樹脂が特定のタイプの光（通常は紫外線）に曝されると、硬化反応が起こる。このようにして、樹脂は固体物品を製造するために、積層及び硬化することができる。一般的なタイプには、立体リソグラフィ（SLA）と液晶ディスプレイ（LCD）3 Dプリント技術があります。

● 立体リソグラフィ（SLA）：SLAは最初の3 D印刷技術である。主に液体感光性樹脂の特性を利用し、紫外線レーザービームの照射下で急速に硬化する。コンピュータ制御の下で、レーザービームは液体表面を走査し、樹脂の走査領域を硬化させ、薄い樹脂を形成する。このプロセスを繰り返すことで、製品全体が形成されます。

SLA技術は主に各種金型とモデルの製造に用いられる。また、原材料に他の成分を添加することで精密鋳造に使用することもできます。印刷後のワークは、最終製品を得るために強い光照射、めっき、塗装、着色などの後処理を行う必要があります。SLA印刷物は高精度で良好な表面処理効果があり、歯科モデルやジュエリーなどのファインモデルの作成に最適です。

● 液晶ディスプレイ（LCD）3 D印刷：これは新興の3 D印刷技術である。光源として液晶パネルを使用しています。液晶パネル上の画素スイッチを制御することにより、紫外線光源の光が予め設定された形状で感光性樹脂に投射され、硬化させてモデル化される。LCD 3 Dプリント技術はその高効率と低コストで人気があり、歯科、ジュエリー、玩具製造などの業界に広く応用されている。

3.粉末3 D印刷

これらの方法は粉末状材料を用いて、選択的に溶融または結合する。現在の主な印刷技術には、選択的レーザー焼結（SLS）、選択的レーザー溶融（SLM）、粉末床融合（3 DP）が含まれる。

● 選択的レーザー焼結（SLS）：SLSはレーザー焼結粉末状材料を用いて、それを結合して固体構造を形成する。ナイロンと併用することが多く、強度が高く、複雑な形状の部品を生産することができます。SLSは通常、航空宇宙や自動車業界で機能部品を製造するために使用されている。例えば、BMWはSLS 3 D印刷技術を用いて自動車用部品を生産している。

● 選択的レーザー溶融（SLM）：この3 D印刷技術は主に金属粉末材料に用いられる。その動作原理は高エネルギーレーザービームを用いて粉末床を走査し、CADモデルの断面データに基づいて、金属粉末を層ごとに溶融し、固体三次元物体を形成することである。この方法は、航空宇宙、自動車、医療、製造業などさまざまな業界に適した、幾何形状と内部構造の複雑な部品を製造することができます。

SLMは他の3 D印刷粉末技術に比べて密度が高く、機械的性能に優れた部品を製造することができ、高強度と耐久性を必要とする用途に非常に有用である。しかし、SLM印刷の過程で高エネルギーレーザが関与しているため、装置コスト、動作の難しさ、安全性の問題が比較的大きい。

● 粉末ベッド融合（3 DP）：3 DPは粉末ベッドと接着剤を用いた3 D印刷技術である。それは接着剤を粉末ベッドにスプレーし、粉末粒子を結合して固体層を形成する。その後、新しい粉末を追加し、印刷が完了するまで繰り返します。3 DP技術は複雑な内部構造を持つ部品を印刷できるため、建築、芸術、生物医学に広く応用されている。

現在、アルミニウム合金バインダージェットの3 D印刷にはいくつかのブレークスルーが得られている。将来的には、電気自動車や電気飛行機などの部品の3 Dプリント製造に活用することが期待されている。

4.スプレー3 D印刷

これらの方法は主に印刷ヘッドから硬化した材料液滴を吐出することにより印刷を実現する。主な技術はPolyJet 3 Dプリント、ColorJetプリント（CJP）、MultiJetプリント（MJP）、MultiJet Fusion（MJF）である。

● PolyJet 3 D印刷：PolyJet技術はインクジェットドキュメントプリンタと類似しており、液体光ポリマー層を構築トレイにスプレーし、直ちに紫外線硬化により、完全な3 Dモデルを構築するまで層ごとに徐々に蓄積する。この方法は通常、詳細なプロトタイプ、モールド、さらには多色モデルを作成するために使用されます。現在、一部の靴業界ではPolyJet 3 Dプリントを使用して、詳細でリアルな靴の原型を作成しています。

● カラーインクジェット印刷（CJP）と多重インクジェット印刷（MJP）：CJPとMJPは、噴射技術を用いた2つの3 D印刷方法である。CJPは粉末ベッドとカラー接着剤を使用し、フルカラー部品を印刷することができる。MJPは複数の材料を同時に噴射して、異なる物理性能を持つ複合材料部品を製造することができる。どちらの技術も高精度で優れた表面品質で人気があり、プロトタイプ製造、教育、芸術創作に広く使われています。

● マルチスプレー融合（MJF）：HP社が開発し、MJFは微粒子粉末を使用して接着剤と結合した。次に、熱と結合すると部品が硬化する微細化剤を適用します。MJFは複雑な幾何部品を生産する速度と能力で知られ、自動車や消費財業界でよく使われている。例えば、BMWはMJFを用いて自動車部品を生産している。

3 D印刷技術の発展潜在力は無限である。医学、建築、教育、芸術、デザインの分野でも、3 Dプリントは新たな可能性を切り開いている。この過程で、HPRTのような3 Dプリンタメーカーは革新を続け、異なる分野のニーズに対応するために、より効率的で正確な3 D印刷製品の開発に力を入れている。3 Dプリントの未来はさらに広がると信じられる理由がある。