【製造業向け】 業務用3Dプリンター活用ガイド
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産業用(業務用)3Dプリンターとは

この記事でわかること
  • 産業用3Dプリンターを選ぶ際に確認したい精度・材料・造形サイズ
  • 試作開発から治工具・最終製品の製造、評価試験までの主な活用シーン
  • 金属材料を使ったNASAの3Dプリンター活用事例

この記事では、産業用(業務用)3Dプリンターの特徴と主な用途を紹介します。対応できる材料や造形サイズ、必要な精度などは方式や機種によって異なります。導入を検討する際は、造形するものや使用条件に合わせて確認しましょう。

産業用(業務用)3Dプリンターの特徴

産業用(業務用)3Dプリンターにはさまざまな方式や機種があります。必要な性能は用途によって異なるため、造形物の形状や材料、求める精度、使用頻度などを整理して機種を選ぶことが大切です。

産業用(業務用)3Dプリンターの特徴

用途に応じた精度・品質・運用条件

産業用(業務用)3Dプリンターは、製品開発における試作や治工具の製作、最終製品の造形などに用いられます。必要とされる精度や品質、連続運転への対応などは、造形物や使用環境によって異なります。導入時には、造形したい形状や寸法、求める品質、使用頻度などを整理し、機種ごとの仕様や運用条件を確認しましょう。

対応材料の多様性

3Dプリンターで使用できる材料は、造形方式や機種によって異なります。樹脂や金属などの材料が使われていますが、同じ種類の材料でも、対応状況や造形物の特性は機種によって異なります。材料を選ぶ際は、名称だけで判断せず、必要な強度や耐熱性などの条件に適合するか、メーカーの仕様や材料データを確認してください。

目的に合ったプリンターを選ぶためには、造形方式と材料の特性を合わせて確認することが重要です。

造形サイズや特殊機能

造形できるサイズや形状、カラー造形への対応などは機種によって異なります。大きな部品を一体で造形したい場合や、複雑な形状を再現したい場合は、造形サイズや対応方式、サポート材の扱いなどを確認しましょう。

導入前に造形物の大きさや形状、必要な機能を整理しておくと、候補となる機種を比較しやすくなります。

産業用(業務用)3Dプリンターの主な用途

産業用(業務用)3Dプリンターは、試作開発や治工具の製作、最終製品の造形などに活用されています。どの用途に適するかは、造形方式や材料、求める品質、使用条件によって異なります。ここでは、主な活用シーンを紹介します。

試作開発(ラピッドプロトタイピング)

製品や部品の試作に3Dプリンターが使われています。試作品を造形すると、形状や寸法、組み付けなどを実物で確認できます。確認結果を設計に反映することで、設計案の検討に役立てられます。試作に適した材料や精度、造形にかかる時間は機種によって異なるため、用途に応じて確認しましょう。

治工具・最終製品の製造

産業用(業務用)3Dプリンターは、治工具や最終製品の製造にも利用されています。造形できる形状や寸法、材料の特性は方式や機種によって異なります。従来の加工方法と比較して導入を検討する場合は、造形物の品質だけでなく、後加工や検査を含む製造工程全体で適用できるかを確認する必要があります。

航空宇宙や自動車、医療などの分野にも活用事例があります。対象部品に求められる性能や品質基準、製造条件に照らして、適用できるかを個別に検討しましょう。

評価試験・品質検証

造形した試作品を、形状や寸法、組み付けなどの確認に用いることができます。評価試験や品質検証に使用する場合は、試作品に求める材料特性や精度が、実際の試験目的に合っているかを確認してください。試験結果を設計や製造条件の検討に活用する際も、評価内容に応じて適切な試験方法を選ぶことが重要です。

産業用(業務用)3Dプリンターの今後の展望について

産業用(業務用)3Dプリンターの活用方法は、造形方式や材料、製造する部品の条件によって異なります。NASAは、ロケットエンジンの高温環境での使用を想定した金属合金「GRX-810」と、同材料を使った3Dプリント部品について公表しています。NASAの記事では、航空分野などで追加用途の試験が行われていることも紹介されています。

これは特定の材料と用途に関する事例です。量産やカスタム製造への適用を検討する際は、一般的な将来予測だけで判断せず、対象部品の品質・材料・生産条件に合うかを確認しましょう。

参照先:NASA/NASA-Developed Printable Metal Can Take the Heat
https://www.nasa.gov/technology/tech-transfer-spinoffs/nasa-developed-printable-metal-can-take-the-heat/

造形方式や材料ごとの特徴も確認したい場合は、産業用(業務用)3Dプリンターの基礎知識を一覧で確認できます。

よくある質問

Q. 業務用3Dプリンターは、家庭用と何を基準に区別しますか?

A. 価格だけでなく、対応材料、品質の再現性、運用支援で比べます。
用途に必要な造形サイズ、精度、保守体制を先に決めてください。 例えば年に数点の形状確認と、毎週同じ治具を安定して作る運用では、必要な支援や再現性が違います。用途を決めたうえで実部品を試し、精度と運用負担を比べます。

Q. 初めて導入するなら、試作と最終製品のどちらから始めますか?

A. 要求を測りやすい試作や治具から始めると、運用を学びやすくなります。
最終製品では、製品の品質保証や継続生産まで設計する必要があります。 試作や治具で寸法、製作時間、材料費を測ると、社内で使える条件が見えます。最終製品へ広げる前に、品質記録や交換時の再現性を誰が管理するか決めます。

Q. 自社で使えるかを最短で確かめるには、何を用意しますか?

A. 代表的な部品のデータ、年間数量、必要な性能を用意します。
同じ条件で複数方式の試作を比べると、導入目的に合う方式を絞れます。 代表部品は大きさや難しさが違うものを選ぶと、方式の得意・不得意が分かります。候補ごとに同じ評価表で寸法、後処理、完成までの時間を比べます。

現場の課題別
産業用(業務用)3Dプリンター3選

外注待ちの長さ、ブレによるスピードの上げづらさ、大型・耐熱部品の作りにくさは、現場の生産性を下げます。 産業用(業務用)3Dプリンターを選ぶ際には、各課題解決に適した機能特徴を持つ製品を選ぶようにするとよいでしょう。ここでは、主な製造現場の課題別に、おすすめの製品を紹介します。

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引用元:KEYENCE
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