業務用３Dプリンターの選び方

昨今3Dプリンターの進化はすさまじく、メーカーも自社の技術を自由に表現し、競い合いながら各社成長を続けています。

どんどん進化を遂げていく３Dプリンターですが、どれだけ高機能なものでも自社のニーズにマッチしなければ宝の持ち腐れになってしまいます。種類も豊富に存在するので、どれを選べばよいのか迷ってしまうというのも正直なところでしょう。

一般的に業務で3Dプリンターを利用する場合は、業務用の3Dプリンターの導入を検討される方が多いと思います。
ただ、本格的な試作の前に、精度にはこだわらず、考えているアイデアを3Dプリントして検証したいなどの用途で3Dプリンターを利用する場合は、業務用の3Dプリンターではなく、安い価格帯のパーソナル3Dプリンターで多くの場合は事足りてしまいます。

では、3Dプリンターを導入する際にどのような点を抑えればいいのでしょうか？

3Dプリンターを導入する際に抑えておくべき点は、3Dプリンターの利用目的にあった「造形方式」と「使える材質」、「精度」、「造形サイズ」になります。

それでは、一つ一つ解説していきます。

3Dプリンターの造形方式は大きく分けて、「熱溶解積層方式（FDM法）」、「光造形方式（STL法）」、「粉末焼結方式（SLS法）」、「インクジェット方式」、「粉末積層方式」の5つがあり、造形方式によって使える材料が異なります。

例えば、熱溶解積層方式ではABSなどのプラスチック樹脂が造形できます。造形の特性上、積層痕や0.2mm～0.5mm程度の造形誤差が生じます。そのため、ジュエリーの原型などの小さいものの造形には不向きですが、ドライヤーのグリップ程度の大きさのものであれば、握った感触や大きさを検討するためには十分です。
逆に、インクジェット方式のアクリル樹脂では小さいものでも積層痕がすくなく滑らかな形状も表現できるため、小さいものや表面仕上げに時間がかかるものを出力するのに適しています。

このように、造形方式と材料による違いを理解しておくことで、最適な試作や製品の製造ができるようになります。

一言で精度と言っても、嵌合部品がきちんと組み立てできるかどうかという機械的な精度と、積層痕が目立たなく、表面が滑らかであるという精度では意味合いも変わってきます。

よく精度を表現するために、積層ピッチ(1層で何mmずつ積層するかという値)が使われますが、実は積層ピッチは指標の一つでしかありません。
積層ピッチが細かいほど、緩やかな斜面の積層痕は目立たなくなるので、一見精度は良くなっているように感じます。しかし、各層のXY方向の位置決めがずれていると、いくら積層ピッチが細かくても、各層でズレが生じてしまいます。

積層ピッチが細かくなるほど造形時間はかかりますので、造形したいものが何なのかによって最適な設定をすることが必要になります。

造形サイズも何を造形するかによって最適な選択は変わってきます。造形サイズが大きくなるほど、材料によっては熱応力による歪み、反りなどが発生します。場合によっては、大きいものでも分割して造形したほうが良かったり、造形サイズが足りない場合でも、斜めに配置することで造形できたりします。

また、材質によっては大きいものを造形する際に、材料費が高額になる場合もあります。例えば繰り返しの試作をスピーディーに行う目的で導入されても、1個造形するのに材料費が数万円レベルでかかれば、気軽に造形できなくなってしまいます。一方、材料費が数万円かかっても、1品もののクオリティの高い試作品を作ることが目的であれば、それは正しい3Dプリンター選びができていることになります。

購入後のメンテナンスやサポート体制なども導入前にしっかり調べておくことが重要です。
最近は、100万円までの価格で導入できるデスクトップFDMプリンターを購入される企業も増えてきていますが、メーカーによってサポート体制が全くない場合もあります。その際にはトラブルシューティングをユーザーですることになり、実際の設計業務とは関係のない作業に時間を取られてしまう場合もあります。
安価なものでもきちんとサポートが受けられる機種を選定することも場合によっては必要かもしれません。