3Dプリンターとは、3D-CADで設計したデータをもとに、樹脂などの材料を少しづつ積層させることで目的の立体モデルを作る装置のことです。ABS樹脂などを使う3Dプリンターが主流でしたが、金属材料など使用できる材料も増えており、応用範囲が拡大しています。

3Dプリンターは、モデル成形に時間がかかるというデメリットがありますが、樹脂製品の製造に使用する金型制作や中空部品の製造など、産業用に使用する3Dプリンターも普及し始めています。

本記事では、産業用3Dプリンターの選び方や導入することによるメリット・デメリット、おすすめのメーカを紹介します。産業用3Dプリンターの導入を検討している人にとって、選定基準や効果的な使い方の把握に役立つでしょう。

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１．産業用3Dプリンターの選び方

(1)　産業用３Dプリンターとは

【産業用３Dプリンターの構成】
産業用３Dプリンターとは、工場などで使用する３Dプリンターで、治具や金型を製作し、製作品が使用できるかどうか、手直し部はどこかなど点検用に製作します。
また、簡単な部品であれば、３Dプリンターで製作したものを使用する場合もあります。

３Dプリンターは、業務用３Dプリンターと広く呼ばれ、工場などで使用されても業務用として呼ばれることも多く、呼び方で３Dプリンターの機能が変わることはありません。
もちろん、メーカーの３Dプリンターは皆、独自の特徴を有したものが多く、工場などで使用するために、産業用とする場合もあります。

【産業用３Dプリンターによる製作原理】
図1では、３Dプリンターのシステムのイメージ図を紹介しています。

３Dプリンターシステムは、パソコンで３D CADで設計図面を作成し、設計データを３Dプインターに送ります。
３Dプリンターは、送られてくる設計データに基づき、インクジェットプリントヘッドより、溶融した樹脂を薄い平板上にして幾重にも重ねて、金型を製作します。

【産業用３Dプリンター製作手順】
図2では、３Dプリンターで金型を製作する手順のイメージを紹介します。

図2では金型の点線丸の一部分が製作される過程を描いています。
金型の中空のある基板部を薄い層で作成し、それを何重にも重ねて基板部を作成し、その後に円筒の金具部分を同じように製作し、最終的に金型が出来上がります。

以下では、産業用３Dプリンターに関しての動画を紹介します。

【新材料関連技術】建設用3Dプリンタで製作した部材でPC構造体構築｜大成建設

三菱電機ワイヤ・レーザ金属3Dプリンタ AZ600｜三菱電機FA

産業用3Dプリンターは、大型製品の製造や高速生産などには向きませんが、複雑な形状の部品を作れるといった特長があります。ここでは、産業用3Dプリンターを選ぶ時のポイントについてご紹介します。

（2）自社での使用目的に合致したものを選ぶ

産業用3Dプリンターは、3D-CADデータをもとに目的の立体モデルを自動で作成できます。

3Dプリンターはさまざまな機種があり、多種多様な形状や材質に対応できます。しかし、材料を積層させながら成形するため、射出成形やプレス加工、鍛造ほど高速で製造できるわけではなく、大量生産には向きません。

そのため、治具の制作や試作用金型の製造などといった使い方が想定されますが、自社で導入する際には費用対効果を含めて「何をするために導入するか」を明確にしましょう。

（3）自社で使用する材料に適したものを選ぶ

産業用3Dプリンターは、種類によって造形方式はもちろん使用できる材料も異なります。

「熱溶解積層メソッド：FDM（Fused Deposition Modeling）」は、3Dプリンターの中で最も一般的な造形方式で、溶かした樹脂を少しづつ面状に積層していきます。特に、PLAやABSなどの加工に適しています。
「光造形メソッド：SLA（Stereolithography）」は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂など紫外線硬化樹脂を加工する際に用います。
「粉末焼結積層造形メソッド ：SLS（Selective Laser Sintering）」は、金属加工用の3Dプリンターで採用されている造形方式です。

他にもいくつかの造形方式がありますが、自社で使用する材料によって使用できる3Dプリンターも限定されるので、何に使いたいかを選ぶのと同じほど重要です。

（4）導入やコンサルティング実績が豊富なサプライヤを選ぶ

産業用3Dプリンターは技術的には新しい部類に入るため、メーカを含めたサプライヤはまだ多くはありません。使用目的や材料によってもサプライヤーがかなり絞り込まれるので、産業用3Dプリンターの開発から販売まで行っているメーカを中心に、導入実績やコンサルティング実績が豊富なサプライヤを選びましょう。

２．産業用3Dプリンターのメリット・デメリット

産業用3Dプリンターの導入を検討する際には、そのメリットやデメリットを把握しておく必要があります。ここでは、それぞれについて詳しく解説します。

（1）産業用3Dプリンターのメリット

①アイデアをすぐに形にできる

アイデアをすぐに形にできるは大袈裟ですが、アイデアから製作品の設計を行い３Dデータによる設計図が出来上がれば、すぐにモデルを成形することができます。そのため、試作品を素早く作成して設計検証ができ、研究・開発にかかる時間やコストを大幅に削減できるでしょう。

②複雑な構造のパーツが少ない工数で制作できる

金属や樹脂、木材などのブロックから目的のパーツを作る際には、切削や研磨など仕上げまでにさまざまな工程が必要となります。そのため、加工機がいくつか必要になり、作業者のスキルも出来栄えを左右することがあります。

3Dプリンターならば、薄い「面」を少しづつ積層させながら作成するため、加工工程をいくつも経る必要がなく、工数を大幅に削減しながら同じ品質で製造できます。

（2）産業用3Dプリンターのデメリット

①サイズや構造によっては造形に時間がかかる

3Dプリンターは、3D-CADで設計できるものはほとんど成形できますが、基本的に積層させながら作るため、構造やサイズによっては手のひらサイズの小さなものでも1日かかることがあります。

装置はもちろんですが、材料や造形方式でも時間が大きく変わるため、目的に応じて機種と素材をしっかり選定しなければいけません。

②装置の導入コストが高い

3Dプリンターは関連特許切れによって参入メーカが増えており、汎用モデルは価格が以前に比べて低下しています。

しかし、産業用となると求められる精度や機能レベルが一般機種よりも高くなります。そのため、造形方式によって異なるとはいえ、導入コストは数千万円から数億円にのぼることもあります。

３．産業用3Dプリンターを用いて生産性を上げるポイント

産業用3Dプリンターを導入して自社の生産性を向上させるためにはどうすればいいのでしょうか。ここではとくに重要なポイントを2つご紹介します。

（1）前後の工程を考慮した上で導入工程を決める

産業用3Dプリンターは、成形の自由度が高い反面、構造やサイズ、使用する材料によっては成形にかなりの時間がかかってしまいます。また、機種によっては材料の切り替えにも時間がかかります。

自社に導入する際には、製品切り替えや後工程を含めたトータルの製造時間を考慮した上で、最も効果的な工程に導入するようにしましょう。

導入工程を決める際には、産業用3Dプリンターの特徴をしっかりと把握しておく必要があるので、導入実績が豊富なメーカやSIerなどに相談することも大切です。

（2）別の装置と組み合わせて使う

産業用3Dプリンターは、一台で幅広い成形に対応できます。しかし、装置には適材適所があり、全ての工程を3Dプリンターでまかなおうとすると、逆に生産性が下がってしまうこともあります。

自社製品の製造工程を分析した上で、他の装置との組み合わせによって3Dプリンターのデメリットを補ってトータルコストを下げられないかどうかについても検討しましょう。

４．産業用3Dプリンターの主要メーカと取扱い製品

次に、産業用3Dプリンターの製造や販売をしているおすすめメーカ3社と、取り扱っている製品やその特徴をご紹介します。

（1）株式会社フュージョンテクノロジー

【特徴】
・2014年の設立以来、3Dプリンティング技術を磨き続ける専門メーカ。
・3Dプリンターの開発や販売、技術サポートや造形材料の輸入・販売を実施。

【取扱い産業用3Dプリンター】

①Blade 1 Pro

画像引用：株式会社フュージョンテクノロジー・Blade 1 Pro

300mm/sという一般機種の6〜10倍ほどの超高速印刷ができる3Dプリンター。リニアモーターを使用することでXY軸の移動速度と位置精度の向上を両立し、試作はもちろん量産まで対応できます。

②F300TP PLUS

画像引用：株式会社フュージョンテクノロジー・F300TP PLUS

高精度印刷はもちろん、大型造形やABS・PCの造形が安定的にでき、創業時から高い評価を受けているL-DEVO®（エルディーボ）シリーズ。その中でも「F300TP PLUS」は、機能や安全面で優れたフラッグシップモデルで、最大プリントエリアはW310×D310×T450mmです。

【所在地】
〒170-0013 東京都豊島区東池袋5-7-3 REID-C Higashi Ikebukuro-bldg.（旧：長島ビル）6F
TEL. 03-6914-1634
FAX. 03-5391-9656
https://fusiontechnology.co.jp/

（2）株式会社ソディック

【特徴】
・1976年設立の数値制御（NC）放電加工機メーカの先駆者
・「Total Manufacturing Solution」を事業コンセプトにソリューションを提供。
・日本・中国・アジア（中国を除く）・米国・欧州の世界5大市場にサービス展開。

【取扱い産業用3Dプリンター】

①OPM350L

画像引用：株式会社ソディック・OPM350L

パラレルモードの新規導入により、1台のレーザーで複数箇所を同時造形できる精密金属3Dプリンター。オプションで材料自動排出自動供給装置（MRS）が搭載でき、連続自動運転が実現できます。

②LPM450

画像引用：株式会社ソディック・LPM450

W400×D300×T50mmの大型造形ができる金属３Dプリンタ。オプションで使用できる4つのレーザーユニットを持つ「クワッドレーザー」により、従来比で約4倍の高速造形が可能です。MRSを1台搭載しており、材料交換が2時間以内に終了します。

【所在地】
〒224-8522 横浜市都筑区仲町台3-12-1
TEL. 045-942-3111
https://www.sodick.co.jp/

（3）日本3Dプリンター株式会社

【特徴】
・2013年の設立以来、3Dデジタルツールやコンサルティングを累計5000社以上に提供。
・Raise3Dをはじめとする最先端の3Dプリンター技術が強み。
・シンガポールの3Dプリンティング会社で造形サービスも提供。

【取扱い産業用3Dプリンター】

①Raise3D RMF500

W500×D500×T500mmの大型サイズの造形物が、最大300mm/sの速度で実施できる超高速造形3Dプリンター。炭素繊維複合材料に特化しており、高い強度を持つパーツも素早く製造できます。

②Raise3D Pro2

約0.6secの瞬間切り替えが可能な、可動式デュアルヘッドを備えた3Dプリンター。最小積層ピッチは0.01mmで、独自のモーションシステムによって高精度ながら200時間を超える大型品の造形もできます。

【所在地】
〒135-0063 東京都江東区有明三丁目7番26号 有明フロンティアビルB棟1階
TEL. 03-6683-9789
FAX. 03-6800-7771
https://3dprinter.co.jp/

５．産業用3Dプリンター導入に関するご相談はFAプロダクツへ

産業用3Dプリンターは、設計図をもとに自由度の高い立体モデルを自動成形できる機械です。装置の高機能化や低コスト化が進む中で、試作品や金型の制作などサブ的な使用だけでなく、生産機としての導入も検討されるようになりました。

一方で、構造やサイズによって成形にかなりの時間を要することもあります。導入に際しては、どのような目的で、どの工程に導入するかを事前に決めることが非常に重要です。

FAプロダクツでは、これまでの実績をもとに、自社に適した産業用3Dプリンターの導入や、FA化による生産性の向上に関して、それぞれの工場にとって最適なアドバイスを行っております。お悩みの方は、お気軽にご連絡ください。

FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
https://jss1.jp/

【営業品目】

• 産業用ロボット
• 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
• 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
• 治具の設計・製作

【実績】
ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）

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