3Dプリンターにおける「光造形方式」についての基本解説おすすめ関連製品も併せてご紹介します

滑らかな造形を得意とする光造形方式の3Dプリンター。家庭用・業務用共に人気のある造形方式です。

そこで今回は、光造形方式3Dプリンターに関連するおすすめの製品をいくつかご紹介いたします。出力方式の種類やメリット・デメリットなど、光造形方式の基本知識についても併せて紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。

光造形3Dプリンターとは？

「光造形」とは、液体状の樹脂材料にUVレーザーを照射することで硬化させながら立体形状を作り出す3Dプリンターの造形方式です。造形後には洗浄し、二次硬化装置で再度光を当てて硬化させ、部品として使用します。

一般的には光硬化性の樹脂を使用しますが、強度を向上させるために熱硬化性樹脂を混ぜて熱処理を加える方法を採用するCarbon社などのメーカーや、金属粉やセラミックス粉を液体樹脂に混ぜ込み、造形後に脱脂や焼成を行うことで金属やセラミックスなどの部品を造形するSKファイン社なども存在します。

光造形方式の出力方法

光造形方式の代表的な出力方法として、SLA方式とDLP方式の2種類が挙げられます。

SLA方式

「SLA方式」とは、液体状の樹脂（レジン）に紫外線（UV）を点状に当て、土台から順にレイヤーを積み重ねてデータを出力する方式です。紫外線は一筆書きのように当てていきます。

この方式は、小さな点状の紫外線をレジンに当てながら造形を行うため、3Dデータの情報通りに複雑で細かい形状を忠実に再現することが可能です。一方で、DLP方式よりも照射する紫外線の範囲が狭いため、造形スピードがやや遅いというデメリットがあります。

DLP方式

「DLP方式」とは、搭載されたプロジェクターを使って紫外線を面で照射し、レジンを硬化させて造形する方式です。SLA方式と異なりDLP方式は面での紫外線照射なことから、造形スピードが速い特徴を有しています。また、導入に掛かる初期費用は高いものの、メンテナンス性が良く消耗品が少ないため、中長期目線においてはランニングコストを抑えられるメリットもあります。

光造形3Dプリンターのおすすめ関連製品

製品名	特徴
Ultimaker 3Dプリンター	プロトタイプから製造支援、最終用途部品まで適用でき、コンパクトな設置面積にも関わらず造形エリアが広いのが特長の3Dプリンターです。
Nexa3D NXE400 3Dプリンター	大容量、超高速、高解像度を兼ね備えた産業用3Dプリンターです。
DesktopMetal 3Dプリンター	複合材プリントから量産金属プリントまでの高度産業用3Dプリンターです。
マイクロ領域の産業用 3Dプリンター	世界トップクラスの超精密水準を実現する、マイクロ射出成形の解像度と公差に匹敵する機能を備えた、産業用アプリケーション向けの精密微細構造を提供します。
Phrozen Sonic Mighty 8K	幅218mmｘ奥行123mmｘ高さ235mmの幅広い印刷範囲で８K精度の光造形が可能な３Dプリンター機です。
Figure 4®	高強度・高耐候性・耐薬品性などに優れたマテリアルを最新のFigure4テクノロジーで超高速かつ高精細な表現を実現した3Dプリンターです。
MfgPro230xS	リーズナブルで本格的SLS方式の3Dプリンターです。

Ultimaker 3Dプリンター

Ultimakerは、オランダの3Dプリンターメーカーで、同社の熱溶解フィラメント方式（FFF／FDM方式）プリンターは全世界で使用されています。

Ultimaker 3Dプリンターは、プロトタイプから製造支援、最終用途部品まで適用でき、コンパクトな設置面積にも関わらず造形エリアが広いのが特長です。
また、オープンフィラメントシステムを採用しているため、メーカー純正だけでなくサードパーティ製フィラメントから、あらゆる種類のフィラメントを選択できるメリットがあります。

「Ultimaker 3Dプリンター」について詳しく見る

Ultimaker 3Dプリンター

Ultimaker 3Dプリンターは、コンパクトで幅広いフィラメント（材料素材）適用可能で、試作、製品開発、製造支援、最終用途部品、建築、教育、食品など幅広い産業分野で活用できます。

Nexa3D NXE400 3Dプリンター

Nexa3Dは、カリフォルニア州ベンチュラの3Dプリンターメーカーで、同社の独自技術であるLSPc技術（Lubricant Sublayer Photo-curing）は、同じクラスの他の3Dプリンターよりも最大6.5倍速い造形速度が可能です。

LSPcは、光学歪みによってパフォーマンスが低下する可能性があるDLPとは異なり、ビルドプレートのすべての領域に均一で高出力で歪みのない光出力を可能とし、パーツ精度と均一性を確保します。

「Nexa3D NXE400 3Dプリンター」について詳しく見る

Nexa3D NXE400 3Dプリンター

Nexa3D NXE400は、大容量、超高速、高解像度を兼ね備えた産業用3Dプリンターです。
xWashは、Nexa3D プリンター用の後処理洗浄装置です。Nexa3Dのレジン用に設計されているため、強力かつ一貫性のある持続可能な洗浄ソリューションが得られます。

DesktopMetal 3Dプリンター

DesktopMetalは、マサチューセッツ州バーリントンの3Dプリンターメーカーで、同社プリンターは、複合材もしくは、小規模生産用、量産用の金属3Dプリントを可能とします。

「DesktopMetal 3Dプリンター」について詳しく見る

DesktopMetal 3Dプリンター

Desktop Metal Fiberは、µAFP方式（自動マイクロファイバープレースメント）による連続長繊維テープと熱溶解フィラメント方式（FFF方式）による短繊維フィラメントを組み合わせた、高密度強化パーツを製造可能な産業用3Dプリンターです。

マイクロ領域の産業用 3Dプリンター

microArch®シリーズは、マイクロ射出成形の解像度と公差に匹敵する機能を備えた、産業用アプリケーション向けの精密微細構造を提供します。BMF社の超高精度AM技術により、樹脂部品の加工交差は±10um/±25umまで縮小され、リードタイムは最短１営業日まで短縮されています。この金型不要の製造プロセスによって射出成形用の金型作成費用の削減が可能となり、精密部品の開発プロセスは新たなステージに移りつつあります。

「マイクロ領域の産業用 3Dプリンター」について詳しく見る

マイクロ領域の産業用 3Dプリンター

microArch®S230はBMFの最も高い精度を実現するマイクロスケール産業用3Dプリントシステムで、マイクロニードル、マイクロ流体、マイクロアレイ、公差要求が高い部品など、従来の射出成形やCNCでは加工が困難な部品の製造に最適です。

Phrozen Sonic Mighty 8K

ビッグスケールでありながらも思わず息を吞む様な高精度な出力品が自宅や会社で印刷可能な時代に。幅218mmｘ奥行123mmｘ高さ235mmの幅広い印刷範囲で小さい出力品の大量複製や大型出力品のワンパーツ印刷などが可能です。

「Phrozen Sonic Mighty 8K」について詳しく見る

Phrozen Sonic Mighty 8K

水道水のみで洗浄可能な上ひび割れも起きにくく強度もあるベストセラーの『SK水洗いレジン』、強度と利便性を持ち合わせた待望のSKオリジナルレジン最新作『SK高靭性水洗いレジン』、3Dプリンター上級者にも好評の切削性×加工性が抜群の『SKABS-Likeレジン』等をラインナップしております。

Figure 4®

Figure4は高強度・高耐候性・耐薬品性などに優れたマテリアルを最新のFigure4テクノロジーで超高速かつ高精細な表現を実現した3Dプリンターです。

100mm／時のスピードにより、即日プロトタイピングが可能な他、3DSystems社製品の特徴である綺麗な造形結果が得られます。

「Figure 4®」について詳しく見る

Figure 4®

Figure 4はDLP（Digital Light Printing）と呼ばれる方式を採用した吊り下げ型の高速光造形3Dプリンターです。（最大100mm／h）
特殊なメンブレンフィルムが貼られている樹脂トレーに材料を流し込み、フィルムの上に薄い空気層を作ってプラットフォームに触れないよう造形することにより、高精細・高速化を実現します。

MfgPro230xS

コストパフォーマンスに優れた「粉末焼結積層方式（SLS）」タイプの産業用３Dプリンター。国内自動車メーカーの生産過程で使用中の特殊材料をはじめ、剛性・精度に優れた機能的な材料を数多く使用できます。最終製品の量産機としてもご利用いただける1台です。

「MfgPro230xS」について詳しく見る

MfgPro230xS

SLS方式は粉末材料をCO₂レーザーで焼結、凝固させて造形します。凝固しない粉末がサポート（支柱）の役割を果たすため、造形後の後処理作業の手間が省けます。そのため造形後の後処理を意識しない造形が可能となり、造形物形状の制限がなくなります。

光造形3Dプリンターのメリット・デメリット

3Dプリンターの造形方式には光造形方式以外にも様々なものがあるため、それぞれのメリット・デメリットを理解し、用途や目的に応じて適切なタイプを選択する必要があります。

ここでは、光造形3Dプリンターにおける良い点と悪い点についてご紹介します。

メリット

光造形方式は、滑らかな質感を実現するレジンを材料としているため、造形物の表面が美しく滑らかに仕上がります。熱溶解積層方式・FDM法などの他の造形方式による3Dプリンターでは積層痕が目立ってしまうことがあるため、光造形方式が最も好まれる理由として挙げられるでしょう。光造形方式の3Dプリンターでも、積層痕が残ることはありますが、造形中に材料のレジン液が積層部分に垂れ流れることで、積層痕のギザギザをカバーし、結果的に滑らかな表面を作ることができます。

また、光造形方式の3Dプリンターは、高透明性の材料を使用することで、内部構造を可視化できるようなモデルや透明性が重視される器などの造形が可能です。

デメリット

光造形方式3Dプリンターのデメリットとしては、出来上がったものが太陽光に弱いということが挙げられます。レジン液はUVによって固まるため、UVを含む太陽光に晒されることで硬化し、破損や変形につながってしまうのです。

また、出来上がったものには余分な樹脂が付いているため、不要な部分は洗浄して除去する必要があります。水やアルコールを使って洗浄するのが一般的ですが、洗浄後は使用した水やアルコールにレジンが含まれるため、下水には流せず処理に手間がかかります。

適切な光造形3Dプリンターを選ぶためのポイント

用途や目的に適した光造形方式の3Dプリンターを選ぶために、事前に確認をしておきたい3つのポイントについてご紹介いたします。

造形物サイズの確認

まずは、光造形3Dプリンターを利用して作りたい造形物のサイズを決定する必要があります。各光造形3Dプリンターには、最大で作成可能なサイズが決まっているため、最大サイズ以上の造形物を作成することはできません。

そのため、予定している造形物のサイズを決定し、それに合わせて最適な光造形3Dプリンターを選ぶようにしましょう。将来的にも作りたい造形物を考慮して、サイズの決定をすることをお勧めします。

素材の確認

サイズの次はレジンについての確認です。造形物に合った最適なレジンを選ぶためには、まずレジンには素材や特性が異なるタイプがあり、質感も違うことを知っておく必要があります。

そのため、各レジンの特徴を調べてある程度把握したうえで、想定している造形物に適したレジンを選ぶようにしましょう。

アフターサポートの確認

意外と見落としがちなのが、アフターサポートの有無についてです。もし3Dプリンターにトラブルが発生した場合にサポートサービスや保証が無ければ、最悪の場合、再稼働の目処が立たなくなります。そのような事態を避けるためにも、必ずアフターサポートや保証期間のあるメーカーから購入するようにしましょう。

さいごに

いかがでしたでしょうか。今回は光造形方式3Dプリンターの出力方法の種類やメリット・デメリットについて、そして、適切な3Dプリンターを選ぶためのポイントについてご紹介しました。

光造形方式は、古くから使われている3Dプリンティング技術の一つで、試作品の製作など様々な用途で広く使われています。なめらかな表面を作り出すことができ、材料や二次硬化処理の進化により、1~2年の耐久性を備えた強度の高い部品の製造も可能です。ぜひ導入を検討してみてください。