接着剤の代わりにプラスチックを使うロボット制御のホットグルーガンを想像していただければ、3Dプリンターの基本がわかると思います。プラスチック素線をプリントヘッドに送り込み、加熱して材料を溶かします。プリントヘッドが3次元空間を非常に精密に動き、プラスチックの糸をプリントベッドという印刷台に落とします。プリンターはこれを何度も繰り返し、プラスチックの層を積み重ねていき、立体的な部品を形成していきます。

すべては3Dモデルから始まる

3Dプリンターで造形するものは、まず3Dモデルから始まります。これらは通常、TinkerCAD、Fusion360、Sketchupなど、実世界の3Dモデルで動作するように設計されたCADプログラムで行われます。映画やゲームの3Dモデルをモデリングするのとは少し違いますが**、従来の3Dモデリングソフトでも非常に細かいフィギュアをプリントできるのは確かです。

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3Dプリンターのメリットのひとつは、ほとんどのものをプリントできることです。モデルによっては、成形やCNC配線などの従来の技術では不可能**なほど複雑なものもあり、このような場合、3Dプリンターが明らかに優位に立つことができます。というのも、大工場の研究開発部門では、実際の部品で工場全体を組み立てるよりも、プラスチックでモデルを印刷する方がはるかにコストがかからないことが多いからです。これはプロトタイプ*2と呼ばれるもので、貴重な時間と材料を無駄にすることなく、最終的なコピーをテストするためのラフなドラフトです。

印刷用スライスモデル

複雑な3Dメッシュを印刷モデルに変換する方法をプリンターは知らないので、3Dモデルをプリンターが理解できる情報にデコードする必要があります。この工程はスライシングと呼ばれ、モデルの各層をスキャンし、プリンターがどのようにプリントヘッドを動かせば各層を順番に作成できるかを指示するためです。それはスライサーという、工芸品や天体プリントなど、すべてを処理できるプログラムの力を借りて行います。

スライサーはモデルの「充填」を行い、ソリッドモデル内に格子構造を作成し、安定性を高めます。3Dプリンターが得意とする分野です。モデル内に空気のポケットを戦略的に作って軽くすることで、非常に強い素材を非常に低い密度でプリントすることができるのです。

もうひとつ、スライサーで扱うのは支柱です。空中にプラスチックを置くことはできないので、プリンターが隙間を埋められるように支柱を作る必要があります。これは取り外しが可能ですが、印刷時に崩れないようにするために使用します。

スライサーが完成したら、3Dプリンターにデータを送り、印刷を開始します。

長い間待っていること

プリンターを稼働させると、最近の3Dプリントの最大の問題点である「遅い」ことに気づきます。2Dプリンターは数分で本1冊を印刷できますが、3Dプリンターは数時間から数日かかるものがほとんどです。設定を間違えたり、スライサーの設定を間違えたり、ちょっとぶつけただけで、印刷が全部ダメになることもあります。

この業界では、スプラッターに対してより速い技術**があり、例えばカーボンM1では、液体の層にレーザーを打ち込んでプリントを出すので、かなりスピードアップしています。しかし、このタイプのプリンターは、はるかに複雑で高価であり、今のところプラスチックにしか対応していません。

3dプリンターは買ったほうがいい？

もしあなたが部品の設計や印刷に興味がなければ、退屈な2Dプリンターをすぐに買い換えることはないでしょう。

ほとんどの消費者が購入するプリンターは、通常プラスチックプリンターですが、業界ではほとんど何でも印刷できるエキゾチックな（そして高価な）プリンターが使用されています。人工肉をプリントできる3Dプリンターもある。この技術は非常に早く発展しており、多くの産業に大きな影響を与えている。もちろん、いつか食べられるフードプリンターからグルメな料理を印刷できるようになるでしょうが、それまでは趣味と実益を兼ねた装置であることに変わりはないのです。

とはいえ、価格が下がり続けているので、特に小型のプラモデルが使われる場所で製作するのであれば、面白い趣味になるかもしれない。

写真提供：Kaca Skokanova/Shutterstock