3Dプリンターでできることとは?

3Dプリンターは多彩な造形方式や材料、価格帯が登場しています。こうした技術の進歩と広がりによって3Dプリンターでできることは非常に多岐にわたっています。そこで今回は3Dプリンターでできることをご紹介するとともに、最適な機種や価格帯もご紹介します。

3Dプリンターでできること一覧:造形編

できること

対応造形方式

価格帯

概要

試作・プロトタイピング

FDM、光造形

10万円~

3Dプリンターの最も中心的な用途。大半の機種と造形方式で利用できる。

機能・動作確認用プロトタイプ

FDM、光造形、レーザー焼結

30万円~

機能性や動作確認では材料の強度や物性などが影響するため、ある程度の材料が使用できる50万円以上の機種がおすすめ。

リアルなコンセプトモデル

インクジェット

500万円~

最終品とそっくりの見た目を作るコンセプトモデルはフルカラーのPolyJetインクジェット方式が必要。

強度検証

FDM、光造形、レーザー焼結

30万円~

高強度なABSやナイロン、PCなどそれに付随する材料が使用できる3Dプリンターが必要。

治工具

FDM、光造形、レーザー焼結

30万円~

一定の精度、強度が求められるため50万円以上がおすすめ。

模型・フィギュア

光造形

50万円~

模型やフィギュアは滑らかで高精細な造形ができ、安定している光造形がおすすめです。

3Dプリンター樹脂金型

光造形・PolyJet

50万円~

3Dプリンター樹脂金型は耐熱性と滑らかさかつUV硬化性樹脂であることが必要です。そのため光造形とPolyJet方式が最適です。

カスタマイズ品の最終品製造

光造形、レーザー焼結

350万円

1品モノの最終品を作る場合、一定の強度、見た目が必要です。高性能な光造形やレーザー焼結になります。

小ロット生産

FDM、光造形光造形、レーザー焼結

350万円~

小ロットの生産には強度と精度が両立できるハイエンドなFDMや光造形レーザー焼結になります。

部品のオンデマンド製造

FDM、光造形光造形、レーザー焼結

350万円~

最終品として使用する製造には強度と精度が両立できるハイエンドなFDMや光造形、レーザー焼結になります。

3Dプリンターでできること一覧:メリット・効果編

メリット・効果 概要
開発スピード・リードタイムの向上 3Dデータから直接3Dプリントすることで試作開発のスピードを高めることができます。
コスト削減 必要な材料しか使用しないため材料コストの削減につながり
品質・機能性の向上 3Dプリンターで作ることで軽量化や機能性向上、強度UPなどができます。
サプライチェーンの変革 必要な分だけオンデマンドで製造できるため、分散製造などサプライチェーンの変革ができます。
在庫削減 オンデマンドで製造するため不要な在庫削減ができます。
アイデアの実現 従来作れなかった製品や部品が作れるためアイデアの実現ができます。
テストマーケティングの実現 小ロットで生産できるため新商品のテストマーケティングに利用ができます。
従来加工で難しい形状の実現 切削や金型などこれまで作れなかった形状が作れます。

試作・プロトタイピングでできること

3Dプリンターでできることの代表が試作やプロトタイピングでの利用です。日本はほぼ試作目的で使用されており、ほぼすべての3Dプリンターが試作やプロトタイピングに対応しています。

リードタイムの短縮

従来の試作やプロトタイピングは外注による切削加工などが中心でしたが、3Dプリンターであれば3Dデータからその場で(数時間~数日)で形にすることができます。

コスト削減

切削加工とは違い、3Dプリンターでは必要な量しか材料を使用しません。そのためブロックを削り出す切削加工とは違い、材料コストが削減することが可能です。

アイデアの実現

試作・プロトタイピングで3Dプリンターを利用すれば、これまで実現できなかったアイデアを形にすることができます。製品開発の幅が広がります。

試作・プロトタイピングにお勧めなFDM 3Dプリンター

FDM方式の3Dプリンターでは、形状確認であればほとんどの3Dプリンターが対応しています。材料はPLAという植物由来の材料が造形が安定しており、プリントもしやすい材料です。

Creator3Pro

おすすめ材料:PLA

造形サイズ:300 x 250 x 200mm

RaiseE2

おすすめ材料:PLA

造形サイズ:330×240×240 mm

UP300

おすすめ材料:PLA

造形サイズ:255 x 205 x 225 mm

光造形方式の3Dプリンターで試作する場合

光造形方式の3Dプリンターで試作を作る場合には、一般的なアクリルベースの硬質材料がおすすめです。高精細で滑らかな仕上がりができるので、形状確認やモックなどのプロトタイプに最適です。

Form3/Form3+

おすすめ材料:ドラフトV2レジン、グレイレジン

造形サイズ:145×145×185mm

Figure4

おすすめ材料:TOUGH-GRY10、TOUGH-GRY15

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

機能・動作確認でできること

3Dプリンターでは、機能性プロトタイピングや動作確認のプロトタイプも作ることができます。この用途に使用できる3Dプリンターは、3Dプリンターの性能と材料特性に依存します。

リードタイムの短縮

従来の試作やプロトタイピングは外注による切削加工などが中心でしたが、3Dプリンターであれば3Dデータからその場で(数時間~数日)で形にすることができます。

コスト削減

切削加工とは違い、3Dプリンターでは必要な量しか材料を使用しません。そのためブロックを削り出す切削加工とは違い、材料コストが削減することが可能です。

高強度材料の利用

機能や動作確認では高強度な材料が使用できる3Dプリンターがおすすめです。ABSやPP、ナイロンなど強度が高めのものが使える機種がお勧めです。

品質・機能性の向上

3Dプリンターでは一体成形が可能なため、これまで別パーツで作っていたものなど、新たな改良を加え品質や機能性を向上させることが可能です。

FDM方式の3Dプリンターで機能・動作確認を作る場合

FDM方式の3Dプリンターで機能、動作確認用プロトタイプを作る場合は、PLA以外のフィラメント材料が使用できる3Dプリンターが必要です比較的強度があるABSやPETG、PCなどのフィラメントが使える30万円以上の機種がおすすめです。

Creator3Pro

 おすすめ材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)

造形サイズ:300 x 250 x 200mm

RaiseE2

おすすめ材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:330×240×240 mm

RaisePro3

おすすめ材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:300×300×300mm

OnyxOne

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)

造形サイズ:320×132×154 mm

OnyxPro

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤

造形サイズ:320×132×154 mm

Mark2

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤、カーボンファイバー強化剤など 造形サイズ:320×132×154 mm

光造形方式の3Dプリンター

光造形方式の3Dプリンターで機能試作を作る場合も、ABSライクやPPライク、高耐熱レジンといった一定のなどの一定の強度があるレジン材料が使用できる30万円以上の3Dプリンターがおすすめです。

Form3/Form3+

対応材料:タフ2000、タフ1500、デュラブル

造形サイズ:145×145×185 mm

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

レーザー焼結方式の3Dプリンター

レーザー焼結3Dプリンターはサポート材が付かず、かつナイロンの高強度材料が使用できるため機能性プロトタイプなどに最適な機種です。その反面装置が高額になります。

Fuse1+

対応材料:ナイロン12

造形サイズ:165×165×300mm

リアルなコンセプトモデルでできること

3Dプリンターでできることの一つに、本物さながらのリアルなコンセプトモデルが作ることができます。見た目のカラーや質感などを忠実に再現することができます。特に量産品などは色やテクスチャなどの完成度が極めて高いためそれを再現できます。

アイデアの実現

リアルなコンセプトモデルでは、製品のイメージや新たな開発にかかわるため、新しいアイデアを形にすることにつながります。

テストマーケティングの実現

フルカラー3Dプリントでは、金型量産などの最終品そのものの見た目を3Dプリント可能です。量産化までのテストマーケティングなどに利用ができます。

フルカラーのリアルな表現力

インクジェットのフルカラー3Dプリンターでは、塗装することなく最終品に近いリアルな造形が可能です。1000万色や透明など通常の塗装では再現が難しい質感で、本物さながらのコンセプトモデルが表現可能です。

インクジェット方式の3Dプリンター

リアルなコンセプトモデルは、フルカラー表現ができる3Dプリンターが推奨です。フルカラー造形は表現が多彩にできるインクジェット方式の3Dプリンターになります。

ミマキエンジニアリング SDUJ-2207

特長:1000万色の表現力

造形サイズ:203 x 203 x 76 mm

強度検証でできること

強度検証も3Dプリンターでできることの一つです。この場合には強度がある材料が使用できる3Dプリンターが必要です。FDM方式、光造形方式、レーザー焼結方式が対応していますが、材料と安定性などを加味すると装置も50万円以上になります。

開発スピード・リードタイムの向上

3Dプリンターではオンデマンドでデータから造形ができるため、強度検証をする際にもさまざまな形状、タイプの作ることが可能で、開発スピードやリードタイムの向上が図れます。

品質・機能性の向上

強度検証を行うことで、パーツ自体の品質や機能性を向上させることが可能です。また将来的な小ロット生産に切り替えることも可能です。

FDM方式の3Dプリンター

FDM方式では高強度なABSやPA(ナイロン)、PC(ポリカーボネート)といった材料が対応している機種があります。ただプラットフォームの加熱や庫内温度の加熱機能などが求められるケースが多く、50万円以上、100万円以上の機種になります。

Creator3Pro

おすすめ材料: ABS、PETG、PC(ポリカーボネート                   造形サイズ:300 x 250 x 200mm

RaiseE2

おすすめ材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:330×240×240 mm

RaiseE2-CF

おすすめ材料:カーボンファイバー配合ナイロン、ガラス繊維配合ナイロン

造形サイズ:330×240×240 mm

RaisePro3

対応材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:300×300×300mm

OnyxOne

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)

造形サイズ:320×132×154 mm

OnyxPro

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤

造形サイズ:320×132×154 mm

Mark2

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤、カーボンファイバー強化剤など 造形サイズ:320×132×154 mm

光造形方式の3Dプリンター

光造形方式の3Dプリンターでも強度のあるABSライクのレジンや、PETライク、PPライクといったレジンが使用できる機種になります。こちらも安定性やある程度のクオリティを考えると50万円以上の機種がおすすめです。

Form3/Form3+

対応材料:タフ2000、タフ1500、デュラブル

造形サイズ:145×145×185 mm

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

レーザー焼結方式の3Dプリンター

レーザー焼結方式の3Dプリンターでは強度検証が最適です。サポート材が付かない仕上がりに加え高強度のナイロン材料が使用できるためです。その反面装置が高額で500万円以上からになります。

Fuse1+

対応材料:ナイロン12

造形サイズ:165×165×300mm

治工具でできること

3Dプリンターができることで比較的多いのが治工具です。特に治具は一品ものなため、オンデマンドで造形できる3Dプリンターが最も活躍できる領域です。治工具で求められる機能は、対象物にぴったりとはまるある程度の精度と、場合によっては強度なども必要です。

コスト削減

治工具を3Dプリンターで作ることで、治工具自体の設計も見直すことができます。トポロジー最適化などを行い強度を保ったまま軽量化などを行うことで、コスト削減繋げられます。

リードタイム短縮

治工具を3Dプリンターで作れば、開発や実際の加工の時間も大幅に短縮可能です。従来の切削に比べて日数も数時間から数日に短縮できます。

軽量化・機能性UP

手で持って使用する治工具などは軽量化を行うことで機能性を向上させることができます。

 FDM方式の3Dプリンター

治工具に対応しているFDM方式の3Dプリンターでは強度のあるABSやPA(ナイロン)、PC(ポリカーボネート)といった材料使用できる機種になります。ただプラットフォームの加熱や庫内温度の加熱機能などが求められるケースが多く、50万円以上、100万円以上の機種になります。

Creator3Pro

おすすめ材料: ABS、PETG、PC(ポリカーボネート                   造形サイズ:300 x 250 x 200mm

Creator4S

おすすめ材料: ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、ナイロン、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:400×350×500mm

RaiseE2

おすすめ材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:330×240×240 mm

RaiseE2-CF

おすすめ材料:カーボンファイバー配合ナイロン、ガラス繊維配合ナイロン

造形サイズ:330×240×240 mm

RaisePro3

対応材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:300×300×300mm

OnyxOne

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)

造形サイズ:320×132×154 mm

OnyxPro

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤

造形サイズ:320×132×154 mm

Mark2

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤、カーボンファイバー強化剤など 造形サイズ:320×132×154 mm

光造形方式の3Dプリンター

光造形方式の3Dプリンターも治工具を作ることができます。一定強度のあるABSライクのレジンや、PETライク、PPライクといったレジンがお勧めです。こちらも安定性やある程度のクオリティを考えると50万円以上の機種がおすすめです。

Form3/Form3+

対応材料:タフ2000、タフ1500、デュラブル

造形サイズ:145×145×185 mm

Form3L

対応材料:

造形サイズ:145×145×185 mm

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

レーザー焼結方式の3Dプリンター

レーザー焼結方式の3Dプリンターでは治工具の造形に最適です。サポート材が付かない仕上がりに加え高強度のナイロン材料が使用できるためです。またレーザー焼結方式は精度も他の方式に比べて高いです。その反面装置が高額で500万円以上からになります。

Fuse1+

対応材料:ナイロン12

造形サイズ:165×165×300mm

模型・フィギュアでできること

3Dプリンターでできることとして注目を集めているのが模型やフィギュアです。特に模型やフィギュアでは高精細な光造形3Dプリンターがお勧めです。

開発スピード・リードタイムの向上

模型やフィギュアはこれまで手で加工したり、シリコン型などを使って作られていましたが3Dプリンターに切り替えれば、開発スピードをUPさせることができます。

従来加工で難しい形状の実現

3Dプリンターでは積層しながら形にしていくため、切削加工や手など従来の加工方法では難しい形状を作ることができます。

光造形方式の3Dプリンター

光造形方式の3Dプリンターでは高精細で滑らかな表面が造形できるのが特長です。この特長により細かいディティールなどを表現することができたり、滑らかな質感も出せます。光造形方式でも一定のクオリティがないと模型やフィギュアには使用できないので、30万円以上の機種がおすすめです。

Form3/Form3+

対応材料:タフ2000、タフ1500、デュラブル

造形サイズ:145×145×185 mm

Form3L

対応材料:

造形サイズ:145×145×185 mm

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

3Dプリンター樹脂金型でできること

3Dプリンターでできることの中には、3Dプリンター樹脂金型があります。金型は1個つくるのには100万円単位で費用がかかりますが、3Dプリンターを使えば簡易的な樹脂金型を作ることができます。ただし本物の金型の精度や強度はないので、ショット数も少なく、小ロット向きになります。

在庫削減

3Dプリンター樹脂金型を使うことで、小型の射出成形型で利用することが可能です。これにより小ロットパーツなどはオンデマンドで製造できます。

アイデアの実現

量産品なども金型を作らないで簡易的な3Dプリント型で作れば、開発のアイデアも低コストで実現可能です。

テストマーケティングの実現

小ロットで樹脂型で量産することで、本格的な量産前にテストマーケティングが可能です。

光造形方式の3Dプリンター

3Dプリンター樹脂金型が作れる光造形3Dプリンターでは、周辺機器も含め50万円から100万円前後になります。対応しているレジンが高耐熱であることが必要です。

Form3/Form3+

対応材料:タフ2000、タフ1500、デュラブル

造形サイズ:145×145×185 mm

Form3L

対応材料:

造形サイズ:145×145×185 mm

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

カスタマイズ品の製造でできること

3Dプリンターを使うことでさまざまなカスタマイズ製品を作ることができます。ユーザーに応じた形状などを1個単位で作ることができるのが3Dプリンターのだいご味です。カスタマイズ品では用途によってことなりますが、一定のクオリティや見た目などが重要です。

在庫削減

個人の要望などに合わせたカスタマイズ品を3Dプリントで製造することで、量産品のような在庫をまたない販売が可能です。

アイデアの実現

3Dプリンターでは1個単位で製造するため、カスタマイズなどさまざまなアイデアを実現することができます。

テストマーケティングの実現

複数デザインなどをカスタマイズして作ることができるため、どの製品が人気かなどテストマーケティングもできます。

光造形方式の3Dプリンター

光造形3Dプリンターではカスタマイズ品の製造に最適です。光造形でも、滑らかな仕上がりができるだけではなく、経年劣化などがしにくく、精度や強度が高く、維持しやすいハイエンド機種がおすすめです。

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

レーザー焼結方式の3Dプリンター

レーザー焼結方式の3Dプリンターもカスタマイズされた1品をつくるのに向いています。特にサポート材が付かず、高強度で造形ができるため最終品にも使用できるレベルです。

Fuse1+

対応材料:ナイロン12

造形サイズ:165×165×300mm

小ロット量産でできること

小ロット量産も3Dプリンターを使えばできます。小ロットでは直接3Dプリンターから作る場合と、樹脂金型を使い小ロットを作る方法がります。特にレーザー焼結法かハイエンドなFDM方式が最適です。

サプライチェーンの変革

大量生産ではなく小ロットのカスタマイズ量産では原材料などのサプライチェーンの変革をもたらします。

在庫削減

小ロットのカスタマイズ品を3Dプリントで製造することで、量産品のような在庫をまたない販売が可能です。

アイデアの実現

3Dプリンターでは1個単位で製造するため、カスタマイズなどさまざまなアイデアを実現することができます。

FDM方式の3Dプリンター

FDM方式では高精度かつ高強度な造形ができる機種で最終パーツの小ロット生産が可能です。カーボンファイバー配合ナイロンなどエンプラ系が使用できたり、庫内温度の加熱機能がある機種が推奨です。

Creator4S

おすすめ材料: ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、ナイロン、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:400×350×500mm

RaisePro3

対応材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:300×300×300mm

Mark2

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤、カーボンファイバー強化剤など 造形サイズ:320×132×154 mm

光造形方式の3Dプリンター

光造形3Dプリンターではカスタマイズ品の製造に最適です。光造形でも、滑らかな仕上がりができるだけではなく、経年劣化などがしにくく、精度や強度が高く、維持しやすいハイエンド機種がおすすめです。

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

レーザー焼結方式の3Dプリンター

レーザー焼結方式の3Dプリンターは面ではなく立体で造形が可能なので、小ロット生産に最も適している3Dプリンターです。特に小さいパーツなどはまとめて一度に量産が可能です。

Fuse1+

対応材料:ナイロン12

造形サイズ:165×165×300mm

部品・パーツのオンデマンド製造・カスタマイズ品でできること

部品やパーツを在庫を持たないで注文があり次第オンデマンドで3Dプリントすることもできます。航空宇宙産業などで主流ですが、膨大なサービスパーツなどのストックをデータで管理することでより効率化することができます。このパーツのオンデマンド製造では精度と強度と仕上がりが求められるためハイエンドな3Dプリンターがおすすめです。

サプライチェーンの変革

大量生産ではなく小ロットのカスタマイズ量産では原材料などのサプライチェーンの変革をもたらします。

在庫削減

小ロットのカスタマイズ品を3Dプリントで製造することで、量産品のような在庫をまたない販売が可能です。

FDM方式の3Dプリンター

FDM方式では高精度かつ高強度な造形ができる機種で最終パーツの小ロット生産が可能です。カーボンファイバー配合ナイロンなどエンプラ系が使用できたり、庫内温度の加熱機能がある機種が推奨です。

Creator4S

おすすめ材料: ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、ナイロン、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:400×350×500mm

RaisePro3

対応材料:ABS、PETG、PC(ポリカーボネート)、PP(ポリプロピレン)

造形サイズ:300×300×300mm

Mark2

対応材料:Onyx(カーボンファイバー配合ナイロン)、ガラス繊維強化剤、カーボンファイバー強化剤など 造形サイズ:320×132×154 mm

光造形方式の3Dプリンター

光造形3Dプリンターではカスタマイズ品の製造に最適です。光造形でも、滑らかな仕上がりができるだけではなく、経年劣化などがしにくく、精度や強度が高く、維持しやすいハイエンド機種がおすすめです。

Figure4

対応材料:PRO-BLK10、RIGID WHITE、RIGID GRAYなど

造形サイズ:124.8×70.2×196mm

レーザー焼結方式の3Dプリンター

レーザー焼結方式の3Dプリンターも部品やパーツのオンデマンド製造に最適です。ナイロン12の高強度に加え高精度で造形ができます。また小さいパーツなら一度に複数のロットを量産可能です。

Fuse1+

対応材料:ナイロン12

造形サイズ:165×165×300mm

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