当ブログについて問い合わせカワハラの、雑多な記録。>3Dプリンターの各方式の特徴と価格2016/07/15主な造形方式を分類するとこんな感じです。方式の違いによって、使える樹脂の種類が違ったり、仕上がりの見た目や、実用的な強度があるのか、すぐに割れてしまうのか、と言うように造形物も違ったものになります。今回はこの辺の解説をしてみたいと思います。関連記事500万円前後の業務用3Dプリンター(インクジェット方式)を選定することになったこの記事の目次FDM方式(熱溶解積層法)サポート材についてインクジェット(マテリアルジェット)インクジェット(マテリアルジェッティング)方式のサポート材インクジェット(バインダージェット)粉末焼結積層方式(SLS)光造形方式(SLA)まとめ3Dプリンターと言っても、その方式にはいろいろな種類があります。光造形FDM方式(熱溶解積層法)FDM方式(熱溶解積層法)は、プラスチックの材料を熱で溶かしてそれを一筆書きのように1層ずつ描き、それを積み重ねて造形する方式。家庭用として売られている安価な機種(5万円くらい)もあり、3Dプリンタとしては安い部類です。個人が3Dプリンタを所有するとなれば、ほとんどがこのFDM方式となります。言っても、上位機種になると数千万円以上の機種も。なんでここ数年で急に安価な機種が出始めたかというと、FDM方式の特許が切れたから。機構的にはそんなに難しいものじゃないので、あっちもこっちも一斉に真似しだして、価格破壊が起こったと言うことです。RepRapと言うオープンソースの3Dプリンタのプロジェクトもありますので、一から自作することも可能。駆動に必要なソフトウェアも無料で手に入ります。1層が1筆書きのように繋がっているので、3Dプリンタの造形物としては各方式の中で一番強度があります。強度が必要な、実用する道具を作る、と言う用途にはFDM方式が良いでしょう。出来上がった造形物は、積層跡がはっきりと分かり、見た目がちょっと荒いです。フィギュアとかの、小さくて見た目が重要なものにはそんなに向いてないかもしれません。見た目をキレイにしようと思ったら、パテで埋めたり削ったり磨いたり塗装したり、という作業が必要になります。アセトンと言う有機溶剤で表面を溶かして滑らかにする、と言う方法もありますが、どちらにしても手間ですね。造形物が大きい場合は、積層跡が相対的に小さく見えるので、そんなに違和感がないです。使用できる材料はPLAやABSとなります。1kg4000円くらいと、まあまあ安い部類なので、家庭用としても使いやすいですね。材料は「フィラメント」と呼ばれ、太さ1.75mmや3mmの糸状で、糸巻きに巻かれた状態で購入します。材質や太さが合えば、メーカー純正じゃなくても使用できるので、サードパーティー製の安い樹脂を使用する、と言う事も出来ます。サポート材について造形するための材料「モデル材」の他に、「サポート材」と呼ばれる樹脂材料も必要になってきます。木をプリントするとして、幹の部分をプリント後、枝の部分をプリントしようとすると、枝の下にはヘッドから出た樹脂を支えるものがなにもないため、枝を形成する前に下に落ちてしまいます。オレンジ色の部分がサポートだと思ってください。FDM方式でプリントに失敗すると謎のモジャモジャが出来ますが、こういった理由でモジャモジャが出来上がるわけです。それで、枝になる樹脂が下に落ちないために必要なのが「サポート」。枝の下に、あらかじめ「サポート」と呼ばれる台をプリントし、枝を支えます。足場のようなものですね。このサポートの材料を「サポート材」と呼びます。ヘッドが2つ以上あるFDM方式の3Dプリンターでは、モデル材とサポート材を同時にプリントできますが、ヘッドが1つしかない安価なプリンターも存在します。その場合、サポートをモデル材で作ることになり、後で除去するのが大変と言うデメリットがあります。ヘッドが2個でサポート材が使える場合は、若干サポート除去が楽になります。業務用の機種では、水溶性サポートを採用しているものもあります。水で柔らかくなるので、除去が簡単というわけです。インクジェット(マテリアルジェット)インクジェット方式(マテリアルジェット)は、紙に印刷するインクジェットプリンタのインクの代わりに液体状の樹脂を噴射します。その液体の樹脂を紫外線を当てて硬化させ、上へ上へと積み重ねて立体物を造形する方法です。本体価格は300万円~。本体価格の他に、年間保守料や材料などで、年間100万円以上のランニングコストがかかるんじゃないでしょうか。価格からして完全に業務用ですね。家庭向けな安価な機種は私の知る限り存在しません。1層のピッチが0.028mmとか0.014mmなど、高精細な機種が多く、FDM方式に比べて積層跡の目立たない、見た目にキレイな造形物が出来上がります。言っても、表面がつるつるでピカピカの造形物が出来上がるわけではないですし、よく見ると積層跡はやっぱり分かります。層と層の間が割れやすく、薄板の強度にはちょっと不安が残ります。強度的にはFDM方式に軍配が上がるでしょう。FDM方式は1mm以下の薄板がそもそも造形出来ないこともあるので、形状の再現性という点に於いてはインクジェットプリンタが優れています。使用できる材料はUV(紫外線)で硬化するアクリル樹脂です。この光硬化性の樹脂は価格が結構高価で、1gあたり40円以上するものも珍しくありません。