富士テクノソリューションズ

技 術 情 報 誌

Vol.30？
かのるが広でまどこ

３Ｄプリンタの有用性・活用について
３D プリンタ状況と業界動向について

画像提供 丸紅情報システムズ様

この１，２年で３D プリンタは注目度が非常に高まり、数年前に注目された光造形（RP: ラピッドプロトタイピング）より始まった試作物製作だけではなく、小ロット部品（試作ではなく製品）や樹脂、さらに金属材料による部品加工まで進歩しています。
また、熱溶解積層方式 (FDM) の特許が 2007 年に切れたなどの要因もあり、低価格化が進んだことにより製造業だけではなく個人ユーザーまで簡易版３D プリンタを購入出来るようになりました。また、試作という面では WEB 上でデータをアップロードし試作依頼を行うことにより、数日後には試作物が手元に送られるという環境もグローバルかつ急速に広がっています。
３D プリンタ業界の動きとしては、大手メーカーの統合が進んでいます。2011 年 5 月に市場シェア 3 位のスリーディー・システムズ社（3D Systems）（米）がシェア 2 位のＺコーポレーション社（Ｚ corporation）（米）を買収しました。一方でシェア1 位のストラタシス社（Staratasys）（米）は 2011 年 5 月にシェア 5 位のソリッドスケープ社（Solidscape）（米）を買収し、2012 年 12 月にはシェア 3 位のオブジェット社（Objet）（イスラエル）と合併しています。

あらためて、３D プリンタとは何か？
“非公式な総称”
３Dプリンタとは一般的に広く認知されている用語ではありますが、素材を積み上げて立体物を作る装置・工法のとされており、製造産業界、学術界ではこの工法を “Additive Manufacturing” と規格し（2009 年 ASTM）、統一化する動きがあります。

※ASTM 米国試験材料協会が策定・発行する規格

なお、“３D プリンタ” は一般的には以下のように定義されています。

□ ３次元の設計データ（CADデータ）が必要□ 断面形状を積層し立体形状を作成する（積層造形法）□ RPの中で小型、低価格、後工程が少ないもの

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WAZA Vol. 30

1３D プリンタの種類（出力方法）主な加工・出力方法として以下の 4 方式について比較してみます。
熱溶解積層法 FDM Fused Deposition Modeling

インクジェット法

光を使用せず、熱で溶かした樹脂を土台となるサポート用樹

樹脂を溶かさず樹脂の微粒子をサポート用樹脂の上に吹き付脂の上にノズルで吹き付け、冷やして固める方法です。硬くけて光（紫外線）で固めて作成する方法です。樹脂の粒子のて耐久性のある樹脂を使うことにより、出力品をそのまま製品大きさや原材料の開発が進んでおり、ミクロン単位の樹脂の微とすることが可能で、治具や少量品種の部品としても利用され粒子を吹き付けられるほどの精度を高めたものも開発されていています。

ます。
またインクジェット方式の中でも Polyjet と呼ばれる光硬化性樹脂インクジェット法はさまざまな「材質」「カラー」「組合せ」による複合加工が可能となります。

粉末焼結法 SLS Selective Laser Sintering光造形法 SLA Stereo Lithography Apparatus

素材粉末を層状に敷き詰め、高出力のレーザーにて直接焼結光（紫外線）を照射することで硬化する液体樹脂を使用するする方法です。材料としては、ナイロンなどの樹脂、銅、ニッケル、方法です。数年前に注目されたラピッドプロトタイピング（RP）チタンなどの金属系材料も使用できます。

はこの方法から始まりました。

３D プリンタ比較（出力方法）以下に３D プリンタの種類による比較表を記します。
種類

熱溶解積層法
（ＦＤＭ）

インクジェット法

粉 末 焼 結 法（ＳＬＳ）

光2造 形 法（ＳＬＡ）

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内容材

料

プリンタヘッドの先端を動かし、繊維状の樹脂を溶かして押し出しながら積層する

ABS、PC
PC/ABS
PPSF
PPSU

インクジェットヘッド
にて樹脂を噴出する
紫 外 線により硬 化させながら積層する

複数・混合可能アクリル系光硬化樹脂
ABS ライク
PP ライク
ラバーライク

粉 末 状の材 料にレー 粉末状のものザーをあてて焼結し、 ナイロン階層を硬化させていく 金属
レーザー光 線を 使 用 光硬化性ポリし、プール上の液状の マー樹脂
樹 脂の表 面に部品の断面を描き硬化させ、その繰り返しにより積層する

強度 透明度

◎▲

総ピッチ

仕上り

0.127～ 0.33

積層間の断層が目立ち、階段状

モデル試作
治具
簡易型最終部品

用途

MOJO
UprintDimension
FORTUS

表面はなめらかで平滑度も高い
材質・カラーの複合加工可能

人工血管
透明部品
ゴムライク試作
カラー部品

Objet
EdenConnex

複雑な形状の成形が容易
表面はざらざらした仕上り

装飾品
プレゼン模型
プラスチックライク

sPro

複雑な形状の成形が容易
表面は比較的なめらか

大型の試作品
精密部品
透明部品

iPROmm

○◎0.015～ 0.03mm◎▲0.102mm▲◎0.051～ 0.152mm主な機種業界別活用状況

主な業界における３D プリンタの活用状況は以下の通りです。

自動車

医療・歯科他製造業

・モックアップ用・人工骨、人工関節・検査治具

・実寸造形による評価検証

・手術固定用治具

・最終部品の直接製造

・各部品の精度確認や納まりなど・リハビリ、矯正器具の製作

・設計者の DR での形状確認

・金属部品の試作で必要な木型、・内臓手術研修用モデル製作

・部品の組み立て（はめあい）検証や砂型の効率化

・リバースエンジニアリングによる歯型製作

・金属部品（チタン等）の直接製造

機能テスト
・顧客と新製品の開発途中での確認

３D プリンタの活用用途について ３D プリンタの活用について用途別にまとめてみます。
コンセプトモデリング この段階では、開発においての機能試作 従来３Ｄプリンタ活用の主流は試作の段階でした。ここ

要求に対してどのように実現していくかを検討します。開発部

では「要求事項通りの機能が設計されているか」「部品の組み門にて２次元 CAD から 3 次元 CAD へ展開され、立体形状に立てに問題が無いか」等を検証します。特に試作の初期段階て確認・検討が可能になりました。

では、より安く早い検証が求めら

さらに３D プリンタによって短期的・れるため、試作の外部委託や加低価格にて検討パーツ等を製作、実工に比べ３D プリンタにて製作し際の立体形状でのレビューなど問題たほうが効率的に進められる部点検証にも活用が広がっています。

分に多く利用されています。

量産の準備段階でも生産に必要な治具の製作や最終製品（部品） ３D プリンタは切削加工等を行わず、材料金型の試作に３Ｄプリンタの活用が拡大しています。ただし、の積層により形成していくので、通常の加工と比較して完成形生産準備

３D プリンタでの製作物は材料により十分な強度・耐久性が得状に対しての制限は少なくなります。これにより、今までは製作られない場合があります。その場できない形状や加工手順が複雑なものも簡単に製作できます。

合には、少数生産のための治具・材料の制限や精度についての問題はあるものの、金属材料を金型の製作や最終的には高価な金使用した最終製品の製作をすることも可能です。

型製作の前段階の検証に使用されています。とは３D データから３D プリンタにて「機能するモノ」を直接製造・生産することです。
DDM 活用事例 DDM(Direct Digital Manufacturing)
事例 BMW 社 エンブレム組み付け治工具

事例 各種成形型製作
樹脂射出成形型● 大きな製造コストと時間を要した● デザインの最適化に制限があった

金属鋳造ワックス成形型● 治工具を複数台の FDM で ABS 樹脂にて製造● 形状と部品構成を根本から変更● これまで 400 台以上の各種治工具製造● FDM 特有の「中疎構造」で 72% の重量削減● 身体負荷軽減のための有機的デザイン● 製造コストと時間の大幅削減

富士テクノソリューションズはお客様の業務の改善・効率化につながる幅広い３D プリンタの活用についてご要望に合わせ、ご提案をさせていただきます。また、リバースエンジニアリングからの試作物製作等も対応させていただいております。
担当窓口

サポートソリューションセンター

0120-714-439

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3富士テクノソリューションズのモノづくり支援リバースエンジニアリングサービス
リバースエンジニアリングとは、３次元測定機によって実際の製品から３Ｄデータを作成・試作を行います。また、この３Ｄデータを用いてデータの検証／検査を行い、設計・解析・ＣＡＭデータを作成、検証や製品化などに活用することも可能です。
富士テクノソリューションズでは、モノづくり企業におけるリバースエンジニアリング活用のご提案・ご支援を行っております。

現物

測定から３Ｄデータ化

出・製品

測・試作品

・ＳＴＬデータ取得

ＣＡＤデータ・デザインモデル

・データ検証 / 検査

ＣＡＭ

加工データ作成

ＣＡＥ

解析・検証

Ｃ Ｇ

画像、アニメ定・３Ｄプリンタ出力

データ化

・型・他社モデル

マニュアル

力設計・金型・切削加工

ドキュメント作成※各種データへ出力します。
SolidWorks,CATIA,PRO/E 等
MasterCAM,ANSYS,Nastran 等

3D計測

STLデータ取得

リバースエンジニアリングサービスに関するお問い合わせ

トポー●

本社移転及び九州事業所開設

検査・解析

設計・3D CAD

サポートソリューションセンター●

リ0120-714-439● 設計製造ソリューション展出展 ●富士テクノソリューションズでは事業拡大に伴い、2013 年 7 月に本社及2013 年 6 月開催の第 24 回 設計・製造ソリュー

びサポートソリューションセンター、厚木テクニカルセンターを移転いたしション展、及び、10 月開催の第 16 回 関西設計・ました。各機能を一か所にまとめることで、業務効率やコミュニケーション製造ソリューション展に出展いたしました。の向上を図り、更なるサービス向上を目指します。
また、ソリューション事業拡大および採用強化のための営業・採用拠点と今回は、「５つのご提案（設計・解析・人財・試作・して、福岡市に新たに九州事業所を開設いたしました。

運用支援）」をキーワードに富士テクノソリュー

これを機に社員一同一層の努力を致していく所存でございますので何卒ションズが提供する各ソリューションのご紹介をご支援を賜りますよう、お願い申し上げます。

いたしました。また共同出展として、子会社の株式会社エフティ・ファインテックプロダクトの●本社〒 243-0018 神奈川県厚木市中町 4-10-8 厚木アザレアビル 3F
TEL 046-294-1061 FAX 046-294-1068
田村堀
トーヨコパーク

厚木アザレアビル3F

中町四丁目
八千代銀行

イトー
ヨーカドー

ミロード

業務スーパー北口

本厚木駅より徒歩８分

本社・厚木事業所
テクニカルセンター
サポートソリューションセンター

本厚木駅

協力を得て、近年、ものづくり業界で注目されている３Ｄプリンタに関わるソリューションのご案内をいたしました。
当日は大 変多くの方にブースに足をお運びいただき、盛況のうちに会 期を 終えることができました。誠●九州事業所

山下篤司事業部長〒 810-0041 福岡県福岡市中央区大名 2-4-30 西鉄赤坂ビル 6F
TEL 092-726-7221 FAX 092-726-7222

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2013/112013 年 11 月 1 日発行 第 30 号
発行・編集 株式会社 富士テクノソリューションズ 経営企画部
神奈川県厚木市中町 4-10-8 厚木アザレアビル 3F 電話 046-294-1061にありがとうございました。

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