3Dプリンティング

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。

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。