3D プリンタの仕組み

あなたは技術に精通しており、新しい 3D プリント技術に興奮していますか?それとも、3D プリンターがどのように機能するのか疑問に思っているだけですか?固執して心配しないでください！ 3D 印刷プロセスと 3D オブジェクトの製造方法を理解できるように、3D プリンターの仕組みについて包括的な調査を行いました。

3D プリンタは、3D オブジェクトの設計と製造に最先端の技術を使用しています。 3Dプリンターはインクジェットプリンターのように機能し、コンピューターから操作されます。 3D プリンターの仕組みに興味がある場合は、この詳細なガイドをご覧ください。

デスクトップ 3D プリンターは、3D 印刷材料にコンピューター支援設計 (CAD) を使用します。それでも、3D プリンターは小さなノズルから溶融プラスチックを押し出すことで機能します。

3D 印刷技術では、複合材、プラスチック、生体材料などのさまざまな材料を層状に重ねて、3D プリンターを使用して物体を製造します。 3D プリンターのレイヤリング技術は、モデリング FDM と呼ばれます。レイヤリングテクノロジーは、アディティブマニュファクチャリングとも呼ばれます。

3D プリンターは何でも印刷できますか?

3D プリンターは、積層造形技術である選択的レーザー焼結を使用して素晴らしい仕事をします。

そうですね、3D プリンターはほとんど何でも印刷できます。 ただし、印刷は依存し、以下で説明する特定のレベルの制限を受けます。

3D プリンターで印刷できるものは限られていますか?

3D プリンターにはメーカー移動機能があり、ほぼすべてのオブジェクトを印刷できます。 3D パウダーベッドフュージョン、付加製造技術、および 3D プリンターを使用して、あらゆるアイテムを印刷できます。微粉末または金属粉末印刷媒体を使用して、3D パーツを一度に 1 層ずつ印刷できます。

ただし、3D プリンターは、ビルドボリュームによって印刷できるものに限定されます。したがって、これは、プリンターが大きいほど、3D プリントオブジェクトの形状と体積が大きくなることを意味します。

3D スライサープログラム

3D スライサーソフトウェアは、3D プリントモデルの情報を 3D デスクトッププリンターのデジタルファイルに入力するのに役立つ 3D プリンターソフトウェアプログラムです。これにより、3D プリンターが印刷できる範囲が決まります。

したがって、3D プリンターで実現できる限界を示しています。 3D スライスプログラムが高度になればなるほど、3D プリントで生成されるモデルはより優れたものになります。このソフトウェアで印刷するオプションが増えるため、変動性も同様に決定されます。

3D プリンターで印刷できるものは?

3D プリントプロジェクトで造形された 3D プリントオブジェクトの断面を見ると、3D プリント技術の独自性が理解できます。 3D プリンターは想像できるほぼすべての素材、形状、オブジェクトを印刷できるため、3D 印刷が求められています。

パウダーベッド技術、3D プリンターの断面、ステレオリソグラフィー (SLA) を利用した 3D 印刷技術は、モデル、試作品、パターン、その他多くのオブジェクトを作成します。

3D プリンターで印刷できるオブジェクトのサンプル

興味深いことに、家は 3D 印刷技術を使用して印刷できます。このプロセスでは、SLA タイプの 3D プリントが使用されます。

このプリンターは、車両や船のボディパーツ、電話ロックボックス、テスラサイバートラック、ペットフードディスペンサーを印刷できます。アディティブマニュファクチャリングは、この候補リストを超える幅広い 3D プリントオプションを提供します

3D プリントは実際にどのように機能するのですか? [段階的に]

3D プリンターの仕組みは次のとおりです。

ステップ 1:作成

印刷したいオブジェクトの設計図スラッシュ 3 次元デジタルファイルの作成は、最初のステップです。希望するアイテムの画像を作成するには、最新の最先端技術を使用する必要があります。

デザイン

設計は、オブジェクトの作成における重要なステップです。そのため、コンピュータ支援設計 (CAD) 配置を使用して、3D 形式でのラピッドプロトタイピングに使用される設計を作成できます。経済のさまざまな業界の多くの専門家が、優れたレーザー切断で 3D 印刷用の CAD を使用するプラットフォームを構築しています。

CAD 以外にも、3D プリントプロセス用のファイルを生成できるソフトウェアが多数あります。これらの 3D 設計ソフトウェアには、AutoCAD、Blender、Solid Works、Sketchy up、Photoshop などがあります。

スキャン中

3D スキャンは、CAD の代替手段を提供します。スキャン用の 3 次元ファイルは、Web 上の複数のデジタルファイルから何千もの画像をスキャンできる印刷物である可能性があります。

このタイプの 3D プリントデザインである 3D スキャニングは、現実世界の物体を分析した後にデジタルレプリカを提供する技術です。

3D スキャンは、業界の専門家によるリバースエンジニアリングに使用される傾向があります。したがって、スキャン後に目的のオブジェクトの画像を変更または修正できるため、独自の品質が得られます。 3D スキャニングは、3D 印刷プロジェクトを通じて、さまざまなデザインのモノの製造を可能にします。

ダウンロード中

3D プリントを計画しているオブジェクトの画像をダウンロードすることは、作成の側面であり、無視してはなりません。独自の画像をデザインすることに興味がない場合は、最高の 3D オブジェクトデザインを取得する一環としてオブジェクトの写真をダウンロードできるので、貴重な時間を節約できます。

オブジェクトの画像を提供することが知られている Web サイトがいくつかあり、それらをダウンロードするために料金を支払うことができます。そのようなウェブサイトは次のとおりです。 Shape Ways、CrabCad、My Mini Factory、You Megane。

ステップ 2:STL ファイル形式

どの 3D プリントファイル形式でも設計が必要です。 STL は、3D プリントプロジェクトで機能する最も一般的なファイル形式です。 STLはステレオリソグラフィーの略です。名前は史上初の 3D プリントプロセスに由来するため、歴史的な角度から付けられています。

CAD 設計が完了したら、3D プリントプロセスの 2 番目のステップをマークします。互換性のある STL 形式のデザインを選択した後、オブジェクトの画像がプリンターに送信されます。

3D プリントフォーマットは、表向きは 3D プリントプロセスを念頭に置いて設計する必要があることを忘れないでください。これにより、プリント段階で機能することができます。

ステップ 3:スライス

スライスとは、3D プリントモデルを数百または数千の水平レイヤーに切り刻む、または分割するプロセスであり、機械に手続き的に何をすべきかを指示します。つまり、スライスは 3D ファイルをプリンターが従う指示に変換します。

最良の結果を得るには、3D プリンターを適切に調整し、適切な設定を行う必要があります。

Gコード

スライスプロセスが完了すると、G コードと呼ばれる新しいファイル形式が生成されます。これはマシンの言語であり、3D プリンターと通信する唯一の方法です。

3D プリンターは、G コード言語技術を使用して、適切な設定でノズル先端から高温のプラスチックフィラメントを押し出すことにより、オブジェクトを作成します。

プリンターは CAD で設計された線に従います。この線は、プリンターがプラスチックフィラメントをバインダージェットまたはレイヤー化してモデルデザインまたは言語を使用して目的のオブジェクトを作成するときにたどる必要があるパスを表します。

サービスプロバイダ

プリンタに合わせて設定を調整して、適切な言語コードを取得し、プロセスを簡素化できます。 3D プリンターの設定を調整するためにコーディングの知識は必要ありません。ただし、他の人が必要な場合は、専門のサービスプロバイダーを利用できます。

サービスプロバイダーが面倒を見てくれるので、スライスについて心配する必要はありません。

ステップ 4:モデルまたはオブジェクトの印刷

プリンタは多数の複雑な可動部品で構成されています。そのため、長持ちさせるためには丁寧に扱う必要があります。これらのプリンターのほとんどは、材料の押し出しが順調に進んでいるときに監視する必要はありません。

プリンターは自動的に組み込みの G コードに従い、印刷を続行します。原材料が不足しておらず、印刷システムを停止させる可能性のあるソフトウェアエラーが発生していない場合はなおさらです。

3D プリンターが使用する材料は何ですか?

3D モデルの製造プロセスでは、さまざまな材料を使用できます。最も一般的に使用される 3D プリント材料には、ABS および PLA プラスチックフィラメントが含まれます。 ABS および PLA フィラメントは、3D 製造プロセスをサポートする長いリストのほんの一部です。

印刷プロセスで一般的に使用される 3D 製造原材料の一部を次に示します。

ABS プラスチックフィラメント

ABS はオイルベースの熱可塑性材料です。この材料で作られたほとんどの 3D プリントモデルは、PLA などの他の 3D 製造用プラスチック材料よりも高い強度、柔軟性、および耐久性を誇っています。

ABS は、依然として射出成形用の最も人気のあるプラスチックフィラメントです。コポリマーの多様性と加工のしやすさが評価されており、エンジニアリングポリマーの中で最も人気のある 3D プラスチックフィラメントとなっています。

3D プリンターのユーザーは、広く使用されているプラスチックフィラメントの中で最も安全性の低い 1 つであるため、ABS プラスチックフィラメントを使用して印刷する場合は、安全対策を講じる必要があります。

PLA プラスチックフィラメント

PLA は、エリートで最も人気のある 3D 製造プラスチックフィラメントに属します。 ABSフィラメントとは異なり、PLAプラスチックフィラメントは植物ベースのプラスチックフィラメントまたはポリ乳酸です。コーンスターチは、PLA プラスチックフィラメントの製造に使用される重要な原材料です。

油性ABS樹脂フィラメントに比べて材質が安価で使いやすいです。 PLA は、3D プリントで最も一般的に使用される天然原料であり、3D モデルの製造で最も安全な熱可塑性材料です。

PLA プラスチック材料は、ABS などの油性プラスチックフィラメントの代替として、食品産業用のパッケージを作成するために好まれています。

レジン

3D プリントおよび製造工程では樹脂を多く使用します。樹脂は、アディティブマニュファクチャリングで使用されるプラスチックフィラメント材料を冷却するプロセスを支援するために使用される材料です。 Resin は、SLA、DPL、Multijet、CLIP などの技術に高度に応用されています。

樹脂にはさまざまな種類があります。 3D プリントに最も一般的に使用されるワックスは、キャスタブルレジン、フレキシブルレジン、タフレジンです。

収縮能力が低いため、多くの 3D 印刷アプリケーションで使用されています。レジンは耐薬品性が高く、剛性が高く繊細な 3D プリント素材です。

3D プリンターの使用料はいくらですか?

3D プリンターの費用

3D プリンターの使用コストは、いくつかの要因によって異なります。 3D 製造プロセスに影響を与える最も明白な要因は、印刷技術、印刷材料、3D 印刷されたオブジェクトまたはモデルのデザインと仕上げです。

3D プリント技術

3Dプリンターや印刷技術は、さまざまな多様な技術に基づいています。そのため、3D プリンターを購入する場合は、プリンターのコストと積層造形プロセスを決定するために使用するテクノロジーを検討する必要があります。

購入前に把握しておく必要がある技術要素は、3D プリンターのサイズ、印刷速度、精度、および印刷技術です。

FDM 印刷技術

お客様のニーズを満たす基本的な FDM プリンターの価格は、200 ドル程度です。このテクノロジーは、最も洗練された 3D プリンターの速度、精度、精度に欠けているため、市場で最高の 3D プリンターと比較することはできません。それにもかかわらず、非常に低コストで 3D モデルの印刷を紹介し、公開することができます。

高度な印刷技術

3D プリント技術の点でより洗練されたプリンターほど、コストが高くなります。良い例は、約 5000 ドルの SLS プリンターです。基本的な 3D プリンターでは実行できない高度な製造プロセスを実行できます。

このため、真に高度な印刷作業に従事している場合にのみ購入してください。

3D プリント材料のコスト

3D プリンターの動作は、使用する 3D プラスチックフィラメントの種類によって大きく異なります。 3D プリンターに使用するプラスチックフィラメントの種類を選択するときは、フィラメントのプリンターとの互換性とフィラメントのコストを考慮する必要がある場合があります。

プラスチックフィラメントのコストは、3D プリンター作業の全体的なコストに直接影響します。たとえば、ABS などの油ベースの 3D プリントプラスチックフィラメントは、PLA のような生分解性の植物ベースのプラスチックフィラメントよりも高価です。

最も安価な 3D プリント材料は、FDM テクノロジ用です。熱可塑性材料は、3D プリントで一般的に使用されます。幸いなことに、それらは非常に手頃な価格です。

ハイエンド 3D プリント材料のコスト

3D プリントモデルにハイエンドの溶融堆積モデリングが必要な場合、3D プリントで使用されるプラスチックフィラメント材料のコストは高くなります。高度なプロセスにはハイエンドの 3D プリント材料が必要なため、これらのタイプの 3D プリントのコストは高くなります。

コストは、製造プロセスにおける材料の技術的および貴重さに応じて高くなります.

良い例は、高度な 3D プリンターが使用する樹脂です。ポリジェット技術で使用される材料は、対応する SLS ポリマーに比べて高価です。コストの違いは、市場における材料のばらつきによるものです。

SLM および DMLS テクノロジーで使用される材料は、近年見られるものと比較してコストが高くなります。

結論

この記事では、「3D プリンターはどのように機能するのですか?」という質問に答えるために深く掘り下げます。」 3D プリンターのいくつかの側面、さらには印刷するオブジェクト、使用する材料、3D プリンターの使用にかかる費用について説明してきました。

この詳細な情報があれば、3D プリントと製造プロセスの恩恵を受けることができます。

3D プリンターの種類 [3D プリントの説明] 3D プリントの用途は?

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