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光造形3Dプリンターの種類には何がある?
特徴やメリット・デメリットも解説!

光造形3Dプリンターの種類には何がある?特徴やメリット・デメリットも解説!

光造形3Dプリンターは、液体状になっているレジン(光硬化性樹脂)に紫外線を当てて固めるタイプのプリンターです。光造形3Dプリンターの中ではもっとも古くから使われているもので、製造業をはじめとした様々な分野で使用されています。

しかし、3Dプリンターになじみがない方の場合、企業にとってどのように活用できるのかと疑問に思うこともあるでしょう。今回は、光造形3Dプリンターの特徴やメリット・デメリットを解説します。自社で3Dプリンターの導入を検討している場合はぜひ参考にしてください。

光造形3Dプリンターとは?

ここでは、光造形3Dプリンターについて、その特徴と出力方式を紹介します。光造形3Dプリンターは仕上がり精度が高いうえに、造形スピードが早いメリットがあります。

レジンに紫外線を当てる方式

光造形3Dプリンターは液体状の樹脂である「レジン」に紫外線を当てて固めます。方法としてはレジンを入れたトレイやタンクを用意し、そこへレーザーやプロジェクターにより紫外線を照射します。紫外線の照射で少しずつレジンを硬化させ、立体物を造形していきます。

出力方式は2つ

一口に光造形プリンターといってもその出力方式は「SLA方式」と「DLP方式」の2つに分けられます。

出力方式特徴
SLA方式紫外線レーザーを点で照射して樹脂を固めていく方式。緻密なデザインでも出力することが可能である。複雑な形状や内部に空間のある立体物の造形も可能。
DLP方式に比べ、造形スピードが遅くなる場合がある。
DLP方式プロジェクターにより紫外線を面でに下から当てていく方式。
ミルフィーユ菓子のような層を作って造形していく。
紫外線を当てられる面積が大きいことからスピード感を持って造形ができる。
ただし、解像度がSLA方式よりも悪くなってしまうデメリットがある。

SLA方式では一筆書きのイメージで点で紫外線を照射します。一方で、DLP方式は面で紫外線を照射できるため、そのスピード感は異なるでしょう。

光造形3Dプリンターのメリット

光造形3Dプリンターのメリット

光造形3Dプリンターでの製作は他の方式と異なり、仕上がりの表面がなめらかです。そのため、積層根が目立ちにくく見栄えよく仕上がります。

表面が滑らか

光造形3Dプリンターではレジンを使用します。レジンは仕上がりの質感をなめらかにできる特徴を持つことから、3Dプリンター特有のざらざらとした表面にはなりません。そのため、見栄えが気になるフィギアやアクセサリーなどの製作に適しています。

寸法精度が高い

3Dプリンターには熱溶解積層方式のように、積層させる際に熱が発生する種類のものが存在します。熱が発生すると、膨張や収縮を引き起こし寸法精度に影響を与えます。

一方で光造形方式の3Dプリンターは、データに基づき造形する箇所だけをピンポイントで硬化させるうえ、その際に過度な熱が発生しないので高い寸法精度で造形することができます。

透明度の高い造形が可能

他の方式と比較して、光造形方式は透明度の高い造形が可能です。透明のレジンを利用すれば、クリスタルのような透明感は期待できないものの、内部構造を見せたいアイテムの製作に役立ちます。ただし、透明度は時間が経つと少しずつ失われ、経年劣化により黄ばんでくる点に注意が必要です。

生産性が高い

光造形3Dプリンターには大型の機種も存在します。小型プリンタ―では製作できない大型パーツも一体で造形ができるほか、プラットフォームが大きくなる分、配置できるパーツ点数も増え生産性が高くなります。

造形にかかる時間が短い

光造形3Dプリンターはスピーディーな造形が強みです。特に、DLP方式の場合は面で光を照射するため、製作にかかる時間を大幅に短縮できます。業務効率を高めたい場合におすすめの選択肢です。

光造形3Dプリンターのデメリット

光造形の場合、紫外線で硬化することから、太陽光に弱かったり完成後は洗浄が必要だったりと注意が必要です。

太陽光に当たると劣化する

光造形で作られたものは太陽光に弱く、長時間当たることで変色・変形したり、壊れたりする可能性もあります。そのため、光造形3Dプリンターで作るものは屋内で使用するものに留めた方が良いかもしれません。屋外で使用する場合、劣化する場合があります。

洗浄が必要

光造形3Dプリンターで作ったものは後処理が必要です。まず余分なレジンが付着しているものをエタノールなどの溶剤を使って洗浄します。またレジンを素手で触ると手荒れの原因になるため、扱いに注意が必要です。さらに、完全に硬化していない場合二次硬化する必要があります。うまく硬化できていなかった場合、造形物が一部分崩れてしまう可能性も考えられます。また、造形にはサポート材と呼ばれる補助剤を使用しますが、この補助剤を除去するのにも手間がかかります。特に、造形物が複雑な仕組みの場合は、サポート材の除去を丁寧に行う必要があり、時間がかかります。

光造形3Dプリンターで作れるもの

企業向けでは試作品や治具、モックアップなど。個人向けではネイルチップやフィギュアなど、光造形3Dプリンターが持つ細かな造形に強いという特徴を活かして作れるアイテムが適しています。

試作品

高い寸法精度が求められる工業製品の試作でよく利用されます。3Dデータでは分からないニュアンスや嵌合を現物で確認し、トライ&エラーを短いサイクルで行なうことにより開発スピードを早くすることができます。

治具

モノづくりにおいて欠かせない治具も光造形3Dプリンターで製作することができます。ロボットアームの先端や置き治具など、金属ほどの強度は不要とされる治具に用いられます。

モックアップ

展示会やプレゼンにおけるモックアップも製作することができます。光造形3Dプリンターは積層が目立ちにくく意匠性にも優れるうえ、塗装しやすい材質が多いです。量産前の営業ツールとしてモックアップは重宝します。

ネイルチップ

透明感のあるクリアレジンを使うと、市販品に見劣りしないアイテムを製作可能です。アパレルショップでの販売はもちろん、個人で自分が使う用のネイルチップとして製作するケースも見られます。

参考までに、ネイルはマニキュアのほかジェルネイルというものも見られますが、ジェルネイルも樹脂を硬化させる手法です。

スマートフォンケース

普段から小物作りを行っている方の場合、自分だけのデザインでスマートフォンを作るケースも見られます。スマートフォンは選ぶ機種によってケースのサイズが異なり、購入するたびに新たなものを探す手間がかかります。しかし、3Dプリンターでは、自分の好きなデザインで製作できる魅力があります。

フィギュア

フィギュアの製作も、光造形3Dプリンターの得意分野です。フィギュアはデフォルメされたキャラクターであっても緻密な作りが求められます。光造形3Dプリンターが持つ精度の高い仕上がりは、納得のいくフィギュア製作にも活用できるでしょう。ただし、アイドルや漫画などのフィギュアを作る際は販売目的での使用は控えましょう。

アクセサリー

指輪やネックレス、イヤーカフなどアクセサリーも光造形プリンターで作ることが可能です。アクセサリーは企業単位だけでなく、個人でも製作する人が多く見られます。3Dデータから自分で製作できる場合は、外部に発注するよりもコストを大きく抑えられます。

また、デザインに関してはデザイナーに頼むと費用が高額になりますが、二次利用が可能なデータを活用してコストを押さえながら製作することも可能です。

企業においては、多品種少量生産でオリジナリティー溢れるアクセサリーを生産したい場合に適しています。なお、3Dプリンターを自社で用意できない場合は、3Dプリントの過程を業者に依頼する方法もあります。

光造形3Dプリンターのよくある質問

最後に、ここからは光造形3Dプリンターに関するよくある悩みを解決していきます。企業・個人問わず初めてプリンターを導入する場合、コストや操作性について疑問を抱きます。不安な点を解消してアイテム製作に進みましょう。

Q1:導入環境にきまりはありますか?

光造形3Dプリンターを導入する際は、室温管理のほか換気できる環境に機器を設置する必要があります。使用する素材のレジンは気化する特徴を持つため、使用する中で部屋がべたついたり、アレルギー症状を引き起こし、呼吸器や肌などに影響を及ぼす可能性もあります。そのため、常に換気できる、密閉されていない部屋で製作を行いましょう。

ただし、光造形3Dプリンターのデメリットとして太陽光に弱い点が挙げられるため、直射日光が当たらない場所を検討しましょう。もしも適切な環境がわからない場合は、3Dプリンター購入時に業者に相談するのがおすすめです。

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Q2:初心者でも操作可能でしょうか?

光造形3Dプリンターは直感的に操作できる機器も増えているため、購入するプリンターによっては初心者でも問題なく扱えます。中でもタッチパネルが搭載されているものや、日本語でのマニュアルが添付されているものは安心して扱えるでしょう。

なお、プリンターの購入は、オンラインの各サイトでも行えますが不安な場合は業者に相談がおすすめです。特に、企業規模で使用するプリンタ―の場合、長く使うために予算と使用感を確かめながらの選択が必要です。

Q3:購入にかかるコストはどれくらいでしょうか?

光造形3Dプリンターは個人で使うものの場合、50,000円以下で購入できるものがあります。初めて挑戦する場合は価格を抑えたものから始めるのが良いでしょう。しかし、企業で本格的に商品化やプロトタイプの製作で使用頻度が高くなる場合は、別途性能の良いものを用意しましょう。企業規模で購入する際は、運用ノウハウを保有し、保守ができる業者からの購入がおすすめです。購入にかかるサポートだけでなく、導入後の困りごとも一貫して対応してもらえます。

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Q4:ランニングコストはどれくらいでしょうか?

光造形3Dプリンターを導入する際には、材料のレジンや洗浄に必要な溶剤を別途購入する必要があります。また、DLP方式の機器の場合、レジントレイに使用するフィルムの交換も定期的に行います。

各消耗品の値段は扱う店舗により様々ですが、洗浄剤は3,000〜4,000円程度、フィルムも数枚セットで3,000円程度からと比較的リーズナブルに購入可能です。なお、レジンにおいては3Dプリンターの本体価格により高くなるものの2,000〜100,000円程度と幅があります。機器を業者から購入する際は、消耗品にかかる費用もあわせて確認しましょう。

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光造形3Dプリンターは工業用途のほか、個人用途ではフィギュアやアクセサリーなど、細かなデザインにこだわりたいシーンで活用できます。しかし、初めて導入する際は、どの機器を購入していいか迷われるかと思います。3Dプリンターの導入で悩んだ場合は、ぜひBfullまでお問い合わせください。産業用の3Dプリンターを導入からサポートまで丁寧にサポートします。また、万が一の際は代理造形も行えるため、安心してご利用いただけます。

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