3Dプリンタ 7つの造形法

3Dプリンタには、様々な造形方法があり、呼び方もメーカにより違かったりします。
経済産業省の資料や3Dプリンタ活用技術検定で記されている呼名をメインにまとめてみました。大きく7つに分けられています。

①材料押出(読み方:ざいりょうおしだし)

英語:material extrusion
【他の名称】
・熱溶解積層法
・FDM (Fused Deposition Modeling)
・FFF(Fused Filament Fabrication)
【概要】
造形材料をノズルから押し出すことで立体モデルを造形する。
造形物を固定するテーブルのノズルの相対位置を変化させることで、
断面形状を作製し、積層していく。ノズルを複数搭載する装置もある。
一般的には熱可塑性樹脂をノズル手前に設置したヒータで溶かす機種が多い。

②液槽光重合(読み方:えきそうひかりじゅうごう)

英語:vat photopolymerzation
【他の名称】
・光造形
・SLA(Stereolithography)
【概要】
光硬化性樹脂(紫外線硬化性樹脂)に光を当て、
選択的に硬化させて積層していく方法。
タンクに貯めた樹脂の液面に上から光を照射する「自由液面法」と、
タンクの底のガラス板など透明な面を通して光を当てる「規制液面法」がある。
断面形状部分だけに光を当てる方法としては、レーザー光をガルバノミラーなどで
走査する方法と、プロジェクターなどで断面形状を一括露光するタイプがある。

③材料噴射(読み方:ざいりょうふんしゃ)

英語:material jetting
【他の名称】
・インクジェット式
・マテリアルジェッティング
・MJP(MultiJet Printing)
・PolyJet
【概要】
光硬化性樹脂やワックスなどをインクジェットノズルから吐出することで
積層造形する。サポート材を立体モデルとは別の材料とする機種が多い。
着色した材料を同じ位置に吐出し、混ぜ合わせることでフルカラー化が可能。
同じように、異なる物性の材料を混ぜ合わせて新たな物性とすることもできる。

④結合剤噴射(読み方:けつごうざいふんしゃ)

英語:binder jetting
【他の名称】
・インクジェット式
・バインダージェット
・CJP(Color Jet Printing)
【概要】
石膏や樹脂、砂、セラミックスなどの粉末に対してバインダー(接着剤)を
選択的にインクジェットノズルから吐出して固める。
着色したバインダーを使うことでカラー化が可能。
造形後に、粉末間の隙間に材料を含浸(がんしん)させる処理が必要な場合がある。

⑤粉末床溶融結合(読み方:ふんまつしょうようゆうけつごう)

英語:power bed fusion
【他の名称】
・粉末焼結
・SLS(Selective Laser Sintering)
・DMLS(Direct Metal Laser Sintering)
・EBM(Electron Beam Melting)
・SLM(Selective Laser Melting)
・DLP(Direct Metal Printing)
【概要】
平らに敷き詰められた粉末に対して、レーザービームや電子ビームを照射することで
断面形状を溶融・結合させる。金属もしくは樹脂を使う装置が多い。
造形材料そのものを溶融させず、樹脂コーティングした粉末や添加した樹脂を
溶融させる装置もある。
基本的には、単一の材料を使った造形となるが、積層方向に材料を変化させることも
原理的に可能。

⑥シート積層

英語:sheet lamination
【他の名称】
・LOM(Laminated Object Manufacturing)
【概要】
シート材を断面形状で切断し、隣接する層を接合(接着や溶接)しながら積層する。
普通紙や金属箔などを使う装置が実用されている。
切断や接合には、様々な方法が考えられる。普通紙を使う装置では、
フルカラーの立体モデルを造形できる。テープ状の材料を使うことで、
断面形状内で異なる材料とすることも可能。

⑦指向性エネルギー堆積(読み方:しこうせいえねるぎーたいせき)

英語:directed energy deposition
【他の名称】
・レーザーデポジション
・LMD(Laser Metal Deposition)
・DMP(Direct Metal Deposition)
【概要】
レーザービームを照射した位置に、粉末材料を吹き付けることで
肉盛溶接する技術(レーザークラッディング)をベースにする。
レーザー照射と粉末材料の吐出を行う加工ヘッドの地位を制御する
ことで積層造形する。原理上は、複数の材料が混在した立体モデルを
一体造形することが可能。