3Dプリンターは、教材分野でも活用されています。教材の製造やカスタマイズの際に3Dプリンターを使用することで、より深い学びにつなげることができます。ここでは、教育製作に3Dプリンターが使われる理由や3Dプリンター活用事例を紹介します。ぜひ活用のヒントを見つけてください。
3Dプリンターが教材製作に活用される主な理由は、多様な学習ニーズへの柔軟な対応と創造的プロセスの促進にあります。特別支援教育では、視覚障害者向けの触察可能な立体模型や発達障害児向けの具体物教材を個別に設計でき、抽象概念の理解を助けます。従来の手作業では困難だった複雑な形状も、3Dデータを活用すれば短時間で正確に再現できます。
カスタマイズ性も高く、生徒の理解度や身体特性に応じた教材を迅速に製造できます。また、3Dモデリングから印刷までのプロセスに生徒が参加することで、問題解決能力や創造性が育まれ、自己肯定感の向上にも寄与します。
技術科の授業で使用する無段変速機（CVT）の教材モデルに活用した事例です。軸間距離120mmのケース内に直径20～50mmの可変プーリーを配置し、ベルト（輪ゴム）の平行移動で減速比を調整する機構を再現しています。従来の機械加工を必要とせず、3Dデータから複雑な形状を短時間で出力できます。試作コストを抑制しつつ、触察可能な立体模型として運動伝達の原理を直感的に理解できます。
3DプリンターとAI（ChatGPT）を活用した教材製作事例です。直方体の辺のみを作成した教材を取り上げ、ChatGPTに指示することで3Dデータを生成し、3Dプリンターで出力することで、児童が実際に触れて学べる教材を作製しています。正多面体の展開図、図形の切断面モデル、ギアや滑車の実物モデルも作成できます。教科書の図だけではイメージしにくい内容を、児童が手を使って学んだり、実体験を通じて疑問を解決したりできます。
国内大学の地学教育に3Dプリンターが活用されています。「ダヴィンチJr.1.0Pro」と「ダヴィンチminiw」で火山噴火・地すべり・活断層などの地形模型を3D印刷しています。従来の紙の地形図では理解が困難だった専門的な内容でも、触察可能な立体模型を用いることで学生の理解が促進されています。野外実習でも現地の地形構造を直感的に把握する教材として活用していて、今立っている地形を把握しやすいです。立体模型は、地形の特徴を議論する際の効果的なツールとして定着しています。
【目的別】商品開発・
製造を加速する
おすすめ業務用
3Dプリンター3選を見る
製造の目的・工程に合った3Dプリンターを導入することで、コスト短縮や納期短縮、生産性の向上といったメリットが得られるでしょう。ここでは、目的別におすすめの業務用3Dプリンターをご紹介します。
高精度造形で、温度差による歪みや反りもなく、現場での設備や治具作成に最適。高コストかつ複雑な自動車・電子製品の製造工程で、確実・迅速な現場改善や、組立性向上も実現。
日用品・食品など消費材の大量生産にも長く耐えられる主力複合基材をラインアップ。金属に代わる強度性能を持つ治具を製造・使用できるようになり、交換効率を向上できる。
大型部品の製造工程で必要とされるような、構成する部品点数が多い大型治具を軽量化し、一括造形することで、生産効率を高められる。部品によっては最終製品として使用も可能。
■おすすめの理由：Googleにて「業務用3Dプリンター」で検索上位の32社より、下記理由より選定（2024.3.20時点）
・アジリスタ…調査した3Dプリンターのうち、インクジェット方式で積層ピッチが最小の特徴を持つ製品
・Mark Two...調査した3Dプリンターのうち、繊維素材で高い強度を誇るカーボンファイバー素材を使用できる製品
・BIG PAD...調査した3Dプリンターのうち、樹脂素材で生産できる造形可能サイズが一番大きい製品品