3Dプリンティング
3Dプリントは、3次元(3D)の立体物を作る方法です。3Dプリントは、物体を1層ずつ積み上げていくことで行われます。通常、3Dプリンターには、使いやすく安価なプラスチックが使用されています。3Dプリンターの中には、金属やセラミックなど他の材料で3Dプリントできるものもありますが、ほとんどの人にとってはコストがかかりすぎます。
3Dプリンターが便利なのは、新しい物体を非常に速く作ることができ、しかも非常に細かいところまで作り込むことが得意だからです。つまり、エンジニアは新しいデザインをたくさん試すことができ、誰かが作ってくれるのを待つ必要がないのです。また、プラスチック製の部品を固定したり、おもちゃやフィギュア、模型を作ったりするのにも便利です。自宅で3Dオブジェクトをプリントする人はたくさんいます。
2003年以降、以前より多くの材料用プリンターが販売されるようになりました。また、3Dプリンターの価格も下がりました。


3Dプリンター
歴史
1974年 デイビッド・E・H・ジョーンズが「ニューサイエンテイスト」誌に3Dプリンティングのアイデアを初めて寄稿
1984年 Alain Le Méhautéらがステレオリソグラフィー(レーザーを用いた3Dプリンター)の特許を申請。
1989年:S.スコット・クランプがFDMを開発。現在、ほとんどの3Dプリンターで採用されている技術である。
1992年 S・スコット・クランプの会社、ストラタシスがFDM機の1号機を販売。
2005年 RepRapが初のオープンソースプリンタープロジェクトとなる
2008年 Shapewaysが、3Dプリントして顧客に送る初のサービスとなる。
2017 ロシアで人間が住める3Dプリンターによる家が初めて建設される
仕組み
モデリング
3Dプリントの第一歩は、コンピュータ上で何かを作ることです。CAD(Computer Aided Design)ソフトウェアや3Dスキャナーを使って行います。CADでは、まず基本的な形状を設計し、それをもとにモデルを作っていきます。3Dスキャナーは、対象物の寸法をたくさん測って、コンピューター上で自動的にモデルを作ってくれる機械です。非常に高速に処理できますが、その分コストもかかります。
CADモデルは通常、STLファイルとしてコンピューターに保存されます。三角形の塊として保存されるため、コンピュータの容量を節約することができる。
印刷
3Dプリンターには、さまざまな仕組みがあります。また、使用できる材料もさまざまです。どの方法にも、どの素材にも、メリットとデメリットがあります。
マシンを選ぶ際に考えるべきことは、通常、スピード、コスト、そしてカラーです。金属を直接扱うプリンターは一般的に高価です。しかし、より安価なプリンタは、金型を作るために使用することができ、その金型を使って金属部品を作ることができます。
一般的なレイヤーの厚さは100μm前後で、髪の毛の10分の1程度の厚さです。プリントには、複雑さや大きさによって、1時間弱から何日もかかることがあります。
フィニッシング
機械が印刷を終えた後、人が模型を仕上げることもあります。これは、見栄えをよくするために小さな修正を加えることを意味します。仕上げには、プリンターがモデルを支えるために置いた部材を外す作業も含まれます。これが結構時間がかかるんです。手早く済ませる方法もありますが、手で剥がすのが一番簡単な場合が多いです。


印刷前のコンピューターモデル

再生メディア 3Dプリンターでプロペラを印刷する様子。実機の4倍の速さの映像です。


大砲の3Dプリントの完成品
用途
DIY
多くの人が、家庭で使える安価な3Dプリンターを開発しようとしています。図書館も小型の3Dプリンターを購入するようになり、人々が購入しなくても3Dプリンターについて学べるようになりました。DIYコミュニティだけでなく、学校やハッカーコミュニティでも、多くの取り組みが行われています。2017年には、歯車や小さな装飾品などの小物に、自分の家で3Dプリントを使い始める人が増えていました。
メディカル
3Dプリンターは、医療用品を安く作るために使われています。補聴器と差し歯を作るのが2大用途になると考えられている
2014年3月、スウォンジーの外科医は、交通事故で重傷を負ったオートバイ運転者の顔を、3Dプリントされた部品を使って作り直しました。[]
製造
2014年、スウェーデンの企業によって、3Dプリント部品を多く活用したスーパーカーがつくられた。Urbeeは、世界で初めて車体や窓を3Dプリントしたクルマです。
2015年には、英国空軍のユーロファイター・タイフーン戦闘機が3Dプリントされた部品で飛行しました。アメリカ空軍も3Dプリンターとの連携を始めており、イスラエル空軍もスペアパーツをプリントするために3Dプリンターを購入しました。
食品
食品は3Dプリントできる。チョコレートやキャンディーはもちろん、クラッカーやパスタ、ピザなどの平らな食品など、たくさんの種類の食品をプリントできます。NASAでは、廃棄物を少なくするため、また宇宙飛行士に必要な栄養素をすべて含んだ食品を作るために、食品をプリントしています。2018年、ジュゼッペ・スキオンティは肉に近い食品をプリントした。
銃
2012年、Defense Distributed社は、「3Dプリンターがあれば誰でもダウンロードして再現できる」3Dプリント銃のファイルをインターネットにアップロードしました。Defense Distributed社が計画を公開した後、銃規制の問題を引き起こすのではないかと心配された[] 1年後の2013年5月、米国務省がDefense Distributed社に計画を取り下げるよう要請し、同社はそれを実行した。
教育
3Dプリントは、教室でのイノベーションと問題解決を高めています。デザイン学科の学生は、エンジニアリングの3Dプリントなどの科目でプロトタイプのプリントに使用できます。このデモは、すでに世界中のいくつかの教育機関で展開されています。
ヒストリカル
ここ数年、3Dプリンターは、歴史上の重要なものを安全に保管するために使われています。多くの博物館が3Dプリンターを購入し、遺物を固定するための部品を作っています。メトロポリタン美術館と大英博物館は、3Dプリンターを使ってレプリカを作り、ギフトショップで販売するようになりました。国立軍事史博物館とヴァルナ歴史博物館は、オンラインでデジタル版の遺品を販売しており、誰もが自宅で3Dプリントできるようになっています。
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3Dプリンターでつくられた脊髄円盤


3Dプリンターで作られたエンジン


3Dプリンターで作られた角砂糖


3DプリントされたエジプトのファラオがThreedingで販売されました。
質問と回答
Q:3Dプリンターとは何ですか?
A: 3Dプリントとは、3次元の立体物を1層1層積み上げていく方法です。
Q: 3Dプリントには、通常どのような材料が使用されますか?
A: 通常、3Dプリントには、使いやすく安価なプラスチックが使用されます。金属やセラミックなど、他の材料でプリントできる3Dプリンターもありますが、ほとんどの人にとってはコストがかかりすぎます。
Q:3Dプリンターの利点は何ですか?
A: 3Dプリンターが有用なのは、新しい物体を非常に速く作ることができ、非常に細かいところまで作るのが得意だからです。つまり、エンジニアは新しいデザインをたくさん試すことができ、誰かが作ってくれるのを待つ必要がありません。また、プラスチック製の部品を固定したり、おもちゃやフィギュア、模型を作ったりするのにも便利です。
Q:どんな人が3Dプリンターを使っているのですか?
A:家庭で立体物をプリントする人はたくさんいます。2003年以降、材料となるプリンターが以前より多く販売されるようになりました。また、3Dプリンターの価格も下がり、より多くの人が利用できるようになりました。
Q: 技術はいつからあるのですか?
A: 3Dプリンターは、2003年以降、より多くの材料用プリンターが販売されるようになりました。
Q: ほとんどの3Dプリンターはいくらかかりますか?
A: ほとんどの3dプリンターは、技術の進歩により、2003年当時よりも価格が下がっています。