3Dプリンターにはさまざまな方式があります。その中でも、光造形方式の3Dプリンターは高精細で滑らかな表面を造形したいときに最適です。光造形3Dプリンターの特徴、メリット、デメリットについて解説します。
光造形3Dプリンターとは？どんな種類がある？
光造形3Dプリンターは、紫外線（UV光）を照射することによって硬化する特殊な樹脂素材（光硬化性樹脂）を用いて、1層ずつ造形し、立体的な構造を作ることが可能です。滑らかで美しい表面を求められるような造形物を作るときに、その性能を発揮します。
光造形3Dプリンターには、大きく分けて次の3つの種類があります。
SLA方式
SLA方式は、液体の光硬化性樹脂に対して、点状の紫外線を当てて、土台から樹脂を少しずつ固めていきます。造形スピードは遅いですが、紫外線を当てられる面積が小さいために、複雑で細かいものでも精微な造形が可能であり、解像度にムラが出ることもありません。
DLP方式
DLP方式は、液体の光硬化性樹脂に、プロジェクターで下から面状の紫外線を当てて固めていく造形方法です。紫外線を当てられる面積が大きいために、造形のスピードに優れています。ただし、造形範囲が広くなると、その分、解像度が粗くなりやすい傾向があります。光源が高価であるため、イニシャルコストはLCD方式と比較すると高額です。
LCD方式
LCD方式は、DLP方式と同じく下から面状の紫外線を液体の光硬化性樹脂に照射して固めていく造形方式です。液晶ディスプレイの高解像度なLCDパネルから紫外線を照射して樹脂を硬化します。イニシャルコストが安く済み、解像度の高い液晶パネルを使用することで、より精密な造形も可能となります。
ただし、LCD方式はLCDパネルを定期的に交換する必要があり、ランニングコストが高くなるという点は、導入前に検討しておいたほうがよいでしょう。
光造形3Dプリンターのメリット
光造形3Dプリンターには、どのようなメリットがあるのか見ていきましょう。
高精細で滑らかな造形ができる
光造形3Dプリンターでは、高精細で滑らかな造形が可能となります。フィギュアや模型、ミニチュア、ジオラマなどのように、造形が細かく滑らかな質感を実現したいときは、光造形3Dプリンターが最適です。
透明性が高く積層痕が目立ちにくいモデル作成も可能
透明の光硬化性樹脂も選択できることから、透明なモデルを作成できることも、光造形3Dプリンターを導入するメリットのひとつです。内部構造を視認したい場合などに有効でしょう。
また、光造形3Dプリンターは、光硬化性樹脂を硬化させて面上に積み上げていくため、樹脂を高温で溶かして線状に積み上げて造形するFDM方式（熱溶解積層方式）と比較して、積層痕が目立ちにくいという特徴があります。
部品の量産に向いている
光造形3Dプリンターは、複数のパーツを同時に造形できるため、１パーツずつ造形するFDM方式と比較して、量産製造にも向いています。
光造形3Dプリンターのデメリット
一方で、光造形3Dプリンターには次のようなデメリットがあります。「導入したけれども、失敗の連続だ」「歪みがあったり、筋が入る」などとならないように、事前に確認しておきましょう。
造形後の処理に手間がかかる
光造形3Dプリンターは、他の樹脂造形と比較して、造形後の処理に手間がかかるところがあります。
光造形3Dプリンターでは、造形物を支えるためのサポート材など、造形後に余分な樹脂が付着しているため、エタノールや専用の洗浄剤を用いた洗浄が必要です。使用後の洗浄液には溶出した樹脂が含まれるため、そのまま下水に流すことはできず、廃液処理を行う必要があります。サポート材については「 3Dプリンターのサポート材の役割って何？最小限に抑えるメリットを解説」をご覧ください。
また、洗浄だけではなく、二次硬化が必要な場合も多く見られます。
耐候性の確認が必要
光造形3Dプリンターで用いられる光硬化性樹脂（特にアクリル樹脂）の多くは、「耐候性」が低く、主に紫外線や雨風により材料自体の変化や劣化が生じる場合があるため、屋外での使用に向かないものがあります。ただし、最近では耐候性に優れる素材も登場していますので、よく確認するようにしましょう。
光造形3Dプリンターの選び方
光造形3Dプリンターを選ぶとき、いくつか気をつけたいポイントがあります。
造形できる最大サイズ
光造形3Dプリンターの機種によって、造形できる最大のサイズが異なります。使用予定機種の造形可能な最大サイズと予算を考慮しながら選択しましょう。大型の3Dプリンターの選び方については「 大型3Dプリンターとは？「3D-FABs」を使うメリット、できることまで解説」を、業務用の3Dプリンターの選び方については「 業務用の3Dプリンターとは？「3D-FABs」を使うメリット、できることまで解説」をご覧ください。
素材が持つ特性
3Dプリンターの造形方式によって、得意な 素材、不得意な素材があるため、事前にどのような素材を使いたいかを確認しましょう。光造形3Dプリンターでは、ショア硬さを確認できるゴムライク樹脂や、透明度の高いABSライク樹脂などの造形に向いています。
アフターサービスの有無
アフターサービスの有無も、光造形3Dプリンターを選ぶ際の重要なポイントです。購入して問題が発生してから、不十分なアフターサービスに不満を持つことも少なくありません。3Dプリンターにトラブルが発生した場合に備えられるよう、保証の面も考慮しましょう。例えばSLA方式の装置の中には、年間故障率が１％を切る装置も登場しており、装置の検討時には故障率の確認も視野にいれるとよいでしょう。
3Dプリンターでは、3D CADで設計したデジタルデータをもとに、造形物を作成します。3Dプリンター導入にあたっては、その仕組みや具体的な造形方法について、知識が豊富でなければ、自分のスキルや目的に最も適した3Dプリンターの機種はどれなのか、選択する際に不安を覚えるかもしれません。3Dプリンターについて基本的なことを知りたい場合は「 3Dプリンターの仕組みについて、データ作成から完成まで解説」、「なぜ「3Dプリンター」が再び話題に？ ものづくりをどう変える？ 詳しい人に聞いてみた」、「 3Dプリンター用のソフトやサービスにはどんなものがある？」をご覧ください。
予算や状況に応じて、造形サービスを利用したり、装置も購入だけでなく、レンタルやオペレーティングリースを選択肢に入れることで、3Dプリンターの利用や導入のハードルが下がる場合もあります。外注するメリットや依頼方法については、「3Dプリンターでの造形を依頼するには？外注するメリットや依頼方法」、3Dプリンターをレンタルするメリットについては「 3Dプリンターをレンタルするメリットや注意点は？」をご覧ください。
また、購入やレンタルを検討する前に、ご希望の素材や3Dプリンターの機種を組み合わせて、ウェブ上でシミュレーションできる学べる見積サイト・3Dプリントソリューション「3D-FABs」の利用がおすすめです。ウェブですぐに概算費用を把握できるのはもちろん、造形のシミュレーションや試算といったサービスを無料で提供しています。「3D-FABs」の特徴について見ていきましょう。
3Dプリンターを使用するなら「3D-FABs」
学べる見積サイト・3Dプリントソリューション「3D-FABs」では、次のようなメリットがあります。
レコメンド機能で改善点のアドバイス機能など、ノウハウを学べる
3Dプリンターにはさまざまな造形方式があり、最適な方法を選ぶには高度な専門知識が必要となります。「3D-FABs」ではウェブですぐに造形物の試算ができるだけではなく、設計の改善点をアドバイスするレコメンド機能があり、ノウハウを学ぶことが可能です。導入時は特に困難が多いため、造形方式や設計に関するアドバイスまで得られるのは、「3D-FABs」を利用するメリットといえるでしょう。
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3Dプリンターで造形物をイメージ通りに造形するには、最適な材料と造形方式を選ばなければなりません。「3D-FABs」では、金属3Dプリンターでは3機種、樹脂3Dプリンターも3機種を用意しています。また金属・樹脂併せて計10種類の材料に対応しています。オンラインで24時間365日、3Dプリンターと材料を組み合わせて何度でもシミュレーションや試算が可能です。予算や内容に応じて、適した材料と造形方式を選びましょう。
材質提案、設計変更相談……多くの実績と経験に基づくノウハウによるサポート
現代の技術革新は非常に速いペースで進んでおり、比較的新しい分野である3Dプリンターにおいては、確かな知識と豊富な経験がなければ、十分に使いこなすことが難しい装置です。「3D-FABs」では、材質の提案や設計変更の相談についても、しっかりサポートします。
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また、3Dプリンターの扱いに不安がある場合、オリックス・レンテックでは、出力サービスも行っています。詳細は「3Dプリンター出力サービスの試算なら「3D-FABs」。5つの強み、ご利用の流れまで解説」をご覧ください。光造形3Dプリンターの導入を検討しているものの、何から手をつけていいかわからない場合は、「3D-FABs」をぜひ活用してみてください。
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