造形方法ついては一層一層積み重ねていくという点ではどの種類の3Dプリンターも同じです。
しかし、その積み重ね方にそれぞれ違いがあります。
種類は大きく分けて、この5つの方式が主流になっています。
熱溶解積層方式
光造形方式
インクジェット方式
粉末燃結方式
粉末固着(接着)方式
ここでは、実際に造形の様子を動画で見てもらいながら、各方式の造形方法やメリット・デメリットについて解説します。
熱溶解積層方式
FFF方式で腎臓模型を出力している様子
熱溶解積層方式は、加熱されたノズルの中から材料を溶かして、それを吐出しながら材料を一層一層積み上げる方式です。
FFF(Fused Filament Fabrication)とも言われます。
2009年に特許が切れて、多くの企業が参入し、価格も非常に安くなりました。
本体価格もさることながら、材料の費用も安くコストパフォーマンスに優れていることから家庭用3Dプリンターで主流となっています。
材料はABSやPLAなど取り扱いやすく、比較的安全に使用できるのがメリットである反面、他の方式と比べて寸法精度も出にくく、表面の仕上がりも粗いというデメリットがあります。
しかし、他の方式と比べて取り扱いやすいため、初心者の方はお勧めです。
光造形方式
次に紹介するのが「光造形方式」です。
SLA(Stereo Lithography Apparatus)と言われることもあります。
3Dプリンターの各方式の中で最も歴史が古く、3Ｄプリンターと言えば「光造形方式」と言われるくらい定番のモデルです。
この方式は、液状の樹脂に対して紫外線を当てます。
すると、その樹脂が硬化するので、その作業を何層も繰り返すことにより立体的に作り上げていきます。
液体樹脂を使用しているので、高精度な造型が可能で、表面が滑らかに仕上がるのもメリットの一つです。
微細な造型ができるため、ジュエリーのモックアップ(模型)や原型の出力にも用いられています。
一方で、仕上がりまでの時間がかかるのと材料が高いため、量産に向かずコストパフォーマンスが悪いです。
また、原材料となるポリマー液体は有毒なものなので、使用する際は注意が必要です。
ただし、この方式は昔から使われていて、信頼性も高いため、使用上の注意を守れば、問題なく利用することができます。
そのため、ディテールの細かい造形物を作りたい方には「光造形方式」がお勧めです。
インクジェット方式
インクジェット方式は、みなさんに馴染みのあるプリンターの印刷方式を応用したものでインクジェットの代わりにインクジェットヘッドから噴射した樹脂を紫外線で固めながら積層して作成していきます。
液体を噴射して作成するため、印刷のように高解像度なカラーで造形を作成することができ、非常に高精度な作品に仕上がります。
きめ細かいため、表面の仕上げも滑らかになります。
しかし、アクリル系樹脂を使用しているため耐久性は弱く、力を加えるとすぐに壊れてしまうこともあります。
また、紫外線が当たると硬化する性質があるため、直射日光が当たると硬化してしまい、形が変わってしまいます。
そのため、長期的に使用する場合には向きません。
フィギュアなど色合いにこだわる方におすすめの方式です。
粉末燃結方式
粉末燃結方式は、粉末状の材料にレーザー光線を照射して焼結させる方式です。
SLS（Selective Laser Sintering）と呼ばれることもあります。
他の材料と異なり粉末を扱うので、取り扱いには注意が必要です。
この方式は、材料にナイロンを用いるのが一般的ですが、金属なども取り扱うことができます。
複雑な造形にも対応可能で、耐久性の高いものを作ることが出来ます。
しかし、出力したままの状態だと、表面が粉っぽいといったデメリットもあります。
質感を求める場合には先ほど紹介したインクジェット方式などがあるお勧めですね。
この粉末燃結方式ですが、2014年に特許が切れたことで価格が下がってきています。
今後さらに、新しい商品が出てきて値段が下がっていくと考えられるので期待大ですね。
粉末固着方式
粉末固着方式は、石膏などの粉末材料を敷き詰めた上に、ヘッドから吐出された接着剤で固めていく方式です。
この方式の最大の特徴は粉末材料に着色することで、キメの細かいフルカラー造形が出来ることです。
造型スピードが早く、材料費が安く抑えられるというメリットがある反面、石膏を接着剤で固めて作っているので、
衝撃に弱く、壊れやすいというデメリットがあります。
出力後に塗装をする必要がないため、フィギュアや建築モデルなど発色が求められる造形物に向いています。
---------------------------------------------------------
skysmotor.comはユニポーラステッピングモータとステッピングモータドライバなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。
