
3Dプリンターの問題点や課題
3Dプリンターの問題点や課題について
3Dプリンターが開発されたのは1980年代で、まだ技術として30年も歴史がありません。今後さまざまな可能性を秘めている技術ですが、まだまだ発展途上の技術であり、現在でもさまざまな課題や問題点があります。
1.安定性の問題
3Dプリンターの最大の課題であり、問題点が造形の安定性です。3Dプリンターは3Dデータから直接物体を造形することが可能ですが、①材料、②造形する形、③機械としての特性が造形の安定性に影響します。
また3Dプリンターは材料を化学変化させながら、(例えばFDMではフィラメントを溶かして積層し、冷えて固まる、光造形は液体のレジンに紫外線が当たって固まるなど)形を作ります。
そのため、上記3つのポイントが完璧に制御できないと失敗したり、ミスをしたりしてしまいます。

安定性が高い機種がおススメの理由
3Dプリンターにある程度の安定性を求めるのであれば、1台30万円以上の価格帯が望ましいです。30万円を超える機種では、造形を安定させるための機能が搭載されているケースが多く、材料ごとのプリント設定も簡単な場合が多いです。また機種や使う材料によっても異なりますので事前に確認が必要です。
FDM3Dプリンターの安定性の問題
FDM 3Dプリンターは、フィラメントをノズルに通して、溶かして積層する造形方式です。最大の課題が、フィラメントの熱収縮になります。いったん溶けて積層され、冷えて固まる際に、樹脂が収縮することから、反ったり剥がれたりする恐れがあります。
この熱収縮は材料の種類ごとに収縮率が異なっており、安定性を保つためにはさまざまな工夫が必要です。
2.操作性の問題
3Dプリンターの課題として次にあげられるのが操作性です。ここでいう操作性とは、3Dプリントを行うための設定で、ハードとソフト双方の機能やインターフェースなどのことを指します。
3Dプリンターにはプリントを行うためのさまざまな設定項目があります。この設定項目を変えることで、プリントの仕上がりなどが異なります。
また材料の種類によって、最適なプリント設定が異なります。
このプリント設定や造形のパラメーターは、3Dプリンターを扱ったことがない人からすると全くわかりません。そのためある程度の自動化、自動設定が行える3Dプリンターがベストです。
一部の機種ではこの自動化が進んでいますが、まだ3Dプリンターの操作性や自動化は課題の一つです。
4.見た目・仕上がりの問題
3Dプリンターの問題点で指摘されるのが見た目や仕上がりです。3Dプリンターは100ミクロンや200ミクロンなどの層で積層するのですが、造形方式によっては積層跡が目立ちます。
5.サポート材の問題
見た目の部分の課題と重なりますが、3Dプリンターはサポート材がついてしまうので、その処理や跡が残るという課題があります。造形方式ごとにサポート材の付き方は異なります。
FDM 3Dプリンターのサポート材の問題
FDM 3Dプリンターのサポート材はノズルが1本の場合には、造形材料をそのままサポート材として使用します。3Dプリンターの種類によってことなりますが、30万円以上の機種は比較的取り外しやすいです。
一方、ノズルが2本でサポート専用材料を使用する場合には、取り外しはしやすいです。水溶性や溶剤で溶けるタイプや簡単に手で撮れるタイプがあります。
ただし、サポート専用材料は対応している材料が限定されていたり、機種によって安定性が異なります。
光造形3Dプリンターのサポート材の問題
光造形3Dプリンターは基本的に造形材料でサポート部分を形成します。そのためサポート材と造形モデルのタッチポイントによっては失敗したりする場合があります。
この調整は30万円以上の機種ではソフトウェアで自動でできるケースがあります。低価格版は調整が難しく、しっかりつけると取り外しにくい場合があります。
また設置面積が大きいと取り外した跡が残ったりえぐれてしまうので、研磨やパテ埋めが必要な場合があります。
6.3Dプリンターの後処理の問題
まとめ
進化してきている3Dプリンター
これまでご紹介してきたような点が3Dプリンターの問題点として挙げられますが、安定性や操作性、スピードなどは年々進化し、50万円以上の3Dプリンターであれば、かなり進化を遂げつつあります。ただし完璧ではないので、データの作り方の問題やできること、できないことがはっきりしています。ただこのまま技術の進化が進めば、いずれ解消されるかもしれません。
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