3Dプリンターの大きな特徴の1つとして、造形方式の豊富さがあります。それぞれの方式では、造形の方法や適した用途が異なります。そのため、目的に合わせた造形方式を選ぶことが重要です。
本記事では、代表的な3Dプリンターの造形方式とそれぞれの特徴・用途、注意点を合わせてご紹介します。
3Dプリンター出力では、基本的に材質を層状に積み重ねることで造形物を作ります。その造形方式にはいくつかの種類があり、それぞれに異なる特徴があります。
代表的な造形方式は、熱溶解積層方式・光造形方式・粉末焼結積層造形方式・インクジェット方式の4種類です。これらの造形方式の特徴・用途・注意点を詳しく紹介していきます。
3Dプリンター出力の中で、最も一般的な造形方式です。ロールに巻かれた糸状の材料(フィラメント)を加熱してノズルから押し出し、一層ずつ積み上げて造形します。
特徴：ノズルの移動速度などの調節がしやすいため、短時間での造形が可能。また、汎用樹脂から高機能樹脂まで、幅広く使用できる。
用途：低コスト・短納期で出力できるため、形状試作に最適。
注意点：層の結合部分の弱さや表面の粗さがあり、精度は比較的低め。そのため、見た目の改善には、層の厚さの調整や造形後の表面処理が必要。
光造形方式は、3Dプリンター出力の中で最も歴史のある造形方法です。液状の光硬化性樹脂に紫外線を当てることで、一層ずつ硬化して造形します。
特徴：層の境目が目立ちにくいため、高精度で滑らかな見た目に仕上がる。
用途：精密部品や模型の製作、デザインと機能性を重視した製作。
注意点：光硬化性樹脂を使用するため、太陽光で劣化し変形・破損が起きやすい。
光造形方式には、さらにいくつか種類があります。それぞれ光の当て方が異なるため、造形スピードや精度が変わっていきます。その中でも、光造形方式の代表的な2種類を紹介します。
特徴：液体状の樹脂に点状の光を当てて積層する。精度が高く滑らかな出来上がり。
注意点：照射範囲が細かい分、DLP方式よりも造形スピードは遅め。
特徴：液体樹脂に面状の光を当てて固めるため、スピードに優れた造形方式。
注意点：照射範囲が広いため、精度や滑らかさはSLA方式と比べて劣る。
ナイロンやガラスなどの粉末材料を層状に敷き詰め、赤外線のレーザーで焼結させて造形します。金属3Dプリンターにも用いられることが多い造形方式です。
特徴：粉末を溶かして強く結合させるため、高い強度と耐衝撃性がある。また、サポート材が不要なので、複雑な形状も製作可能。
用途：強度、耐熱性や耐候性に優れた材質を使用するので、機能検証の試作に最適。
注意点：形状によっては均一な冷却ができず、「反り」が発生する場合があるため、後処理が必要。また、表面がざらつくため、見た目の精度は低め。
インクジェットプリンターの原理を応用した造形方式です。液化した紫外線硬化性樹脂を噴射し、紫外線を照射して固めていくことで形状を造形します。
特徴：複数のカラー材質を一度に使用できるため、フルカラーの表現が可能。さらに、層の厚みが細かいため、比較的見た目が高精度。
用途：カラーの表現が必要なデザイン重視の造形。
注意点：光硬化性樹脂を使用するため、太陽光による劣化に注意が必要。
3Dプリンター造形の方法には、さまざまな種類があるという大きな特徴があります。特に代表的なものとして、熱溶解積層方式(FDM方式)、光造形方式、粉末焼結積層造形方式(SLS方式)、インクジェット方式の4種類が挙げられます。
これらの造形方式は、それぞれに大きく異なる特徴があります。そのため、造形物の目的に合わせた造形方式を選択することが重要です。
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