3Dプリンターは、義手や義足の試作にも活用されています。ここでは、3Dプリンターを使った義手・義足の試作事例をご紹介します。
義手・義足など、身体的な支援技術を必要としている人は非常に多いにもかかわらず、「義手・義足は高価で買えない」という人が少なくありません。義手や義足は一人一人に合わせて形を整えなくてはならない上、専門の技術者による調整が必要なため、どうしても価格が高くなってしまうのです。さらに、義手・義足の中には「重い」「壊れやすい」といった課題を抱えたものもあるようです。
3Dプリンターを活用すれば、試作品を短時間かつコストを抑えて製作することが可能です。素材を工夫することで、重さや耐久性なども改善することができます。
単なる「新しい製造ツール」ではなく、患者のQOL（生活の質）を劇的に向上させる革新的な技術とされています。ここでは、業務用3Dプリンターは、義手・義足においてどのような使われ方をするのか解説します。
業務用3Dプリンターは、義肢装具の分野において、患者一人ひとりの身体にしっかりフィットする「パーソナライズされたソケット」を製作するために活用されています。従来の職人技術による手作業（石膏取り）から、デジタル技術（3Dスキャン、CAD設計、3Dプリント）への転換が加速しており、高精度で迅速な製造が可能です。
義手・義足において非常に重要なパーツは、切断端（残った手足の部分）と義肢を繋ぐ「ソケット」です。従来の工程では、石膏で型を取り、手作業で修正を加えるため、熟練の技術と長い時間が必要でした。
3Dスキャナーで切断端を直接計測して、そのデータをもとに設計・出力。3Dプリンターを用いれば、ミリ単位での調整が可能となり、フィット感が向上します。さらに、骨の突出など個人の解剖学的な特徴を考慮した複雑な形状も容易に再現できます。
子どもは成長が早いため、数ヶ月から1年単位で義肢を新調する必要があります。従来の義肢は、非常に高価（数十万〜数百万円）なため、成長に合わせた買い替えは経済的な負担が大きいものでした。
3Dプリンターを活用すると、 データさえあれば、低コストな素材で素早く出力できます。e-NABLEのような世界的なコミュニティでは、オープンソースの設計データが無償で公開されており、安価なデスクトップ3Dプリンターで義手を自作・提供する活動も広がっています。
義肢の役割は、「欠損は隠すもの」から「個性を表現するもの」へ変化しています。義足の骨格部分を覆うスタイリッシュなカバーを3Dプリンターで製作可能です。
業務用3Dプリンターを使った義手・義足は、自己肯定感の向上につながります。好きな色やパターンもしくは筋肉のラインを模したデザインなど、ファッションの一部として楽しめるからです。とりわけ子ども向けのものとして、スーパーヒーローのようなデザインの義手が作られ、リハビリへの意欲向上にもつながります。
また、形状の異なる複数パターンの義肢を短時間で製作できるのがメリットです。実際に、3Dプリンターで製作することを前提に、デザイン性に富んだ義肢もさまざま生み出されている状況です。カスタマイズしやすく、ユーザーニーズに合わせた義肢も作成が可能です。
東京のスタートアップ企業「Instalimb（インスタリム）」では、3DプリンターとAI＝人工知能を組み合わせて、安価でさらに高性能な義足の開発を進めています。
義肢装具士が3Dスキャナーで撮影したデータをもとに3Dプリンターで義足を製作。義肢装具士が手作業で補正作業を行うことで、製作日数を1ヶ月から最短で1日に短縮し、価格も10分の1にすることができました。
AIを活用した電動義手の製作を行なっているNPO法人電動義手の会。「製作費用を抑えたいが、技術的な難易度が高く、市場も小さい」「試作や改善を重ねなくてはならない」という課題をクリアするのに、3Dプリンターを活用しています。
3Dプリンターなら、微修正や試行錯誤をスピーディーに繰り返すことが可能です。樹脂でプリントでき、軽量化できる点も魅力だそうです。
PSYONIC社は、3Dプリント、射出成形、シリコン成形、CNCマシンなどさまざまな加工方法を駆使して、これまでにない義肢装具「Ability Hand」を開発しました。
金型やさまざまな部品製作に3Dプリンターを活用し、可能な限り高解像度でプリントすることで、品質と低価格、製作期間の短縮を実現しています。
3Dプリンターの活用は、獣医学の世界でも進められています。事故、病気など、さまざまな事情で手足を失ってしまった動物は、これまで安楽死させられるのが一般的でした。
しかし近年、3Dプリンターで補填物を作る研究が進められています。ネブラスカ大学は、調整可能、取り外し可能、毒性がなく、コストのかからない猫の義肢を3Dプリンターで開発し、注目を集めました。
先端技術とデザインを融合させたプロダクト開発にあたるデザインスタジオEssesi Design Studio。軽量なカーボン素材や内部で柔軟にしなるラティス構造を取り入れ3Dプリンター製のモジュール義足フィン「Nimble」について発表しました。
現在「Nimble」はコンセプト段階ですが、3Dプリント技術を用いた義足開発は、アスリート支援やリハビリ用義肢、水難救助用装備といった幅広い分野での進展が期待されている状況です。
ユーザの声を数多く取り入れた実用モデル「hackberry」は、ニレ科の枝の多い樹木を改良(hack)することにより楽しみ方の枝葉が広がり、ユーザの手元にわたり実(berry)を結ぶという思いが込められている義手です。
「部品の耐久性向上のために対紫外線劣化を抑えられる樹脂にしたい」という要望を受け、ASA樹脂(黒色)で全部品を造形したとされています。
広島国際大学リハビリテーション学科義肢装具学専攻に在籍する森永浩介講師は、成長期にある障害者アスリートが体形の変化に合わせて、手軽に義手のソケットを作り替えられるよう3Dプリンターを活用した製作に注力しています。
成長期の子どもには新調が必要であり、経済的な負担が問題となっています。この課題解決のために、森永講師は3Dプリンターを用いて、複数の材料を使用し、安定した製造と強度試験を重ねてきました。森永講師は、ソケットと義手の製作にあたり、技術面から選手の記録更新をサポートしています。
【目的別】商品開発・
製造を加速する
おすすめ産業用（業務用）
3Dプリンター3選を見る
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。
