3D
プリンターは、
デジタルデータを基にして物体を立体的に作り出す装置のことを指します。一般には「積層造形装置」「付加製造装置」などとも呼ばれており、近年さまざまな分野で利用が広がっています。3Dプリンティングという技術によって、
デジタルモデルが現実の物体へと変化することが可能になり、製造業から
医療、
建築、
教育に至るまで、多岐に渡る用途が存在しています。
3D
プリンターの開発は
1980年代から始まりました。初期の技術は高額で特殊な知識が必要でしたが、2010年以降は個人向けの低価格機器が登場し、産業界でも急速に普及が進みました。特に注目すべきは、1990年代の技術革新であり、この時期には各社がさまざまな方式の3D
プリンターを商業化しました。
1971年には、Johannes F Gottwaldが初めての3Dプリンティングに関する特許を取得しました。この技術は再利用可能な金属部品を造形するもので、
ラピッドプロトタイピングの基礎が築かれました。
1980年代には、日本で
光造形法が考案され、1990年代にはFDM(
熱溶解積層法)が普及し、その後も技術革新が続いています。
3D
プリンターには、さまざまな造形方式があります。最も一般的な方法は積層造形法で、層を重ねることで立体物を形成します。ここでは、代表的な方式をいくつか紹介します。
この方式は、液体
樹脂に
紫外線を照射して硬化させる手法です。初期の
ラピッドプロトタイピングはこの技術から始まりました。
熱可塑性プラスチックを溶かして積み上げる方法で、比較的安価な機器が多く、個人ユーザーにも広く普及しています。
3. 粉末床溶融結合法
粉末状の素材を層状に敷き、
レーザーや電子ビームで選択的に溶融して造形する方法です。金属や
樹脂の材料が使用されます。
4. 材料噴射法
この方法は、インクジェット技術を応用して液体材料を噴射し、積層させて成形します。
3D
プリンターの用途は多岐にわたり、製造業をはじめ、
建築、
医療、
教育、航空宇宙などで活用されています。たとえば、製造業ではプロトタイプの作成が広く行われ、
医療分野では個別化
医療に応じた
インプラントの製作が進んでいます。また、コストの低下と技術の進化により、家庭やホビー用途でも3D
プリンターが手軽に利用されるようになりつつあります。
今後の3D
プリンターの進化には期待が寄せられています。
デジタルデータがさらに効率的に利用されることにより、製造プロセスが革新されるでしょう。また、
医療分野では、個々の患者に応じたオーダーメイドの治療が可能になるなど、技術の進展が社会に大きな変化をもたらすと考えられます。
このように、3D
プリンターは単なる製造
機械ではなく、さまざまな産業に新たな価値を提供する重要なツールとして位置づけられています。