3Dプリンターは家庭用から業務用まで幅広い分野で利用されており、試作品などのプロトタイプから最終品に至るまで製作可能です。
今回は、3Dプリンターで実際にどのような製品を作れるのか具体例を紹介します。
BMF Japan株式会社の「microArch®シリーズ」は、優れた光学解像度（2μm・10μm）と、産業用途で±10μm・25μmの公差で安定的に制御できる、世界初の3Dプリンターです。
従来の切削加工や金型では難しい複雑で微細な試作を実現でき、医療分野をはじめ、マイクロ流体、マイクロメカニクス、MEMS、科学研究など様々な分野で、精度や予算等、重視したいポイントに合わせた製品のご提案を行っております。
世界中のお客様のニーズに合わせて、最適な3Dプリンティングソリューションをご提案します。ぜひお気軽にご相談ください。
3Dプリンターで作れるものとは？
ここでは3Dプリンターではどのようなものが作れるのか、また造形方式によっては向かないものなどを解説します。
3Dプリンターは試作品から最終品まで作れる！
3Dプリンターで作れるものとして、たとえば以下のような製作が可能です。
| 家庭用の製作例 | 業務用の製作例 |
| ・フィギュアや模型 ・おもちゃ ・小物、小物ケース ・ファッション用のボタンやアクセサリー ・身の回りの破損したプラスチック部品…など |
・医療器具 ・建築関連 ・製造分野の治具や金型 ・電子部品 ・ロボットやロボットアーム…など |
3Dプリンターは模型や試作だけではなく、最終品として使用可能な精密さや強度を持ち、利便性に優れた製品を製作できます。
3Dプリンタ―は、作れないものはないのではないかというほど何でも作ることが可能ですが、製作したいものに求めるクオリティを満たすには、それに見合った3Dプリンタ―や素材を選定することが重要です。
3Dプリンタ―で作りたいものに合わせて、たとえば以下のような点に注意して選ぶと良いでしょう。
| 3Dプリンタ―の選定ポイント |
概要 |
| 造形可能サイズ | 戸建て住宅のような大きな建造物が得意な3Dプリンターや、2μmの微細なものを得意とする3Dプリンタ―などがある |
| 造形物の精度 | 3Dプリンタ―によって大きく違うため、作りたいものに合った精度のプリンタ―を使用することが重要 |
| 造形物の強度 | 造形方式や材料によって、仕上がりの強度やクオリティが左右される |
| 使用可能な材料 | 一般的なレジンやフィラメントのほかにも、高強度や高密度の材料、人体に埋め込み可能な生体適合性樹脂、簡単に溶けるため金型として使用可能な可溶性犠牲樹脂などさまざまあるため、目的に合った材料を選ぶことが重要 |
| フルカラー対応かどうか | 単色や使えるカラーが限られているか、フルカラーに対応しているかを確認する |
3Dプリンターの材料については、以下の記事で詳しく解説しています。
3Dプリンターの造形方式ごとの特徴と作れるもの・向かないもの
3Dプリンターは造形方式によって、特徴が変わります。
以下の表は、各造形方式ごとの作れるものと向かないものを紹介しています。
| 特徴 | 作れるもの・得意なものの代表例 | 向かないもの | |
| FDM方式 | ・金型による量産で使用される熱可塑性樹脂で造形できる ・比較的安価に作成できる ・後処理の手間が少なく手軽 |
・試作品 ・部品やパーツ類 ・治工具 ・最終品 ・1ｍを超す大型造形物 |
・フィギュア ・模型 ・細かく精密なもの ・透明なもの |
| 光造形方式 | ・液体樹脂を使用して高精度な造形が可能 ・仕上がり表面が滑らか ・微細な造形が可能 |
・試作品 ・ジュエリー ・模型 ・フィギュア ・ミニチュア ・原型 ・部品やパーツ類 ・物を入れる箱 ・歯科矯正用の歯型 ・マウスピース ・手術用ガイド ・透明な造形物 ・最終品 |
・1ｍを超すような大型造形物 ・オーバーハング形状のもの |
| インクジェット方式 | ・複数のカラー液体を噴射するので印刷のような高解像度のカラー造形が可能 ・塗装時間の短縮や手間を省ける ・高精度でリアルな造形が可能 ・イメージと完成物の乖離を防止できる ・きめが細かく仕上がり表面が滑らか ・積層痕が目立たない |
・試作品 ・フィギュア ・治工具 ・透明な造形物 ・カラー製品 |
・最終品 ・パーツ |
| 粉末焼成方式 | ・材質は金属なども扱える ・高精細で複雑な造形にも対応 ・高耐久性の造形が可能 ・一度に複数パーツの造形が可能 |
・試作品 ・模型 ・治工具 ・最終品 ・パーツ |
・模型 ・フィギュア ・透明なもの |
| 粉末固着方式 | ・粉末材料に着色できる ・きめの細かい造形が可能 ・造形スピードが速い ・材料費を安く抑えられる ・サポート材が不要 ・着色しやすい |
・フィギュア ・建築モデル |
・壊れやすいもの ・精度が要求されるもの ・仕上がり表面の滑らかさを要求されるもの |
3Dプリンターの種類については、以下の記事で詳しく解説しています。
3Dプリンターで作れるものを一挙公開！
3Dプリンターで作れるものは、身近なものから工業・医療・研究分野などで使用されるものまで多岐に渡ります。ここでは3Dプリンターで作れるものを、分野別に紹介します。
日用品やファッショングッズ
日用品やファッショングッズは、個人の趣向や日常生活で利便性を高めるものとして製作されることが多く、家庭用3Dプリンタ―も使用されています。
キーホルダー
キーホルダーは、大きくても10㎝程度で製作できるので、市販のチェーンやヒモを取り付るだけで誰でも手軽に製作可能です。
また、著作権に抵触していなければ、商品としての利用価値もあります。
企業や自治体なら、マスコットキャラクターや名所、社名デザインなどをモチーフにすれば販促活動やPR活動にも役立ちます。
機器によってクオリティはさまざまですが、家庭用の安価な3Dプリンタ―でも十分楽しめるでしょう。
アクセサリー・指輪
引用：https://youtu.be/G84PUnKvlLU?si=xsd5W3UPMXVh8Kyq
アクセサリーや指輪などのファッション系の装飾品を製作する際には、金属で作れる3Dプリンターを利用します。
アクセサリーや指輪は、一般的には専用の機械や工程を経て製造されますが、3Dプリンターを使えばオリジナルの装飾品を簡単に製作できます。
ボタン・バックル
引用：https://www.creema.jp/item/17477704/detail
洋服ボタンのようなファッション用アイテムやリュックサックなどのバックルも3Dプリンターを使えば容易に製作できます。
スマホケース
スマホケースも3Dプリンターを使えば自分好みのスマホケースを作ったり、オリジナルケースを販売したりできます。
ただし、著作権には注意しましょう。
スタンド
3Dプリンターを使えば、スマートフォン・リモコン・書籍・PC・掃除機など自分好みのスタンドを簡単に作れます。
作るスタンドの構造にもよりますが、3Dプリンターの造形物はある程度の強度もあるため、重量物の計算を間違わなければ問題なく使用できるでしょう。
収納箱・小物ケース
引用：https://petit-noise.net/blog/3d-modeling-of-a-case-for-the-pcb/
デスクまわりの小物や工具類の収納に役立つ収納箱や小物ケースも3Dプリンターで作れます。
市販でピッタリのサイズ感のものや気に入るものがなければ、3Dプリンターを使って自作するのもよいでしょう。
フック・ホルダー
引用：https://signal-flag-z.blogspot.com/2015/05/d.html
家庭や事務所、作業現場などで使用中のフックやホルダーが破損・紛失しても、3Dプリンターがあれば容易に製作できます。密度のある設計で製作すれば、3Dプリンターで作った造形物でも強度を保持できるので、ある程度の耐荷重にも対応できます。
照明器具
引用：https://www.templatebank.com/season/autumn_dokusyo/3dlamp.htm
3Dプリンターの材料によっては透明なものや半透明なものを製作でき、ランプシェードのような照明器具も簡単に作れます。
誕生日プレゼントや歓送迎会などでの贈り物、結婚式の引き出物など、記念に残るオシャレなオリジナルランプシェードを大切な方へ贈ることも可能です。
自転車サドル
引用：https://ysroad.co.jp/kawasaki/2022/05/26/115930
3Dプリンターで製作した造形物は強度があり、格子状に形成することでクッション性も出せるため、自転車サドルのような耐荷重が必要な部品の製造にぴったりです。格子状に作ることで通気性にも優れ、汚れても簡単に洗い流せます。
フィギュアや模型
フィギュアや模型は趣味で作ることはもちろん、オリジナル製品を開発して商品化することも可能です。
フィギュア
引用：https://gunjokikai.com/3d_figure_001/
アニメや漫画のキャラクターや登場人物、妖怪や恐竜、野生生物など、3Dプリンターで作るものの代表と言えばフィギュアでしょう。
手軽に作成したいのであれば、色付けの手間もなく元のデータをカラーまで忠実に再現されるフルカラー3Dプリンターがおすすめです。
一方、自分で着色を楽しみたい場合は単色で造形する光造形3Dプリンター等を選択するなど、好みに合せてセレクトしましょう。
ただし、著作権があるものはあくまでも個人的に楽しむ範囲となるので注意しましょう。
鉄道模型・ミニチュア模型
引用：https://youtu.be/OAXwLkCwx2E?si=9OBTpC2VzpWpwGFP
鉄道模型やミニチュア模型では、高精度かつ滑らかな造形や微細な表現が求められるため、光造形3Dプリンターがおすすめです。
美術品
引用：https://artne.jp/report/2019
3Dプリンタ―などの最先端技術を使って文化財を復元する試みもあります。
劣化・消失した文化財を未来に継承する試みのひとつであるとともに、間近で見学したり実際に触れることも可能で、美術を知ってもらう入口としても期待されています。
製造分野で役立つ造形
製造分野においても、3Dプリンターは欠かせない存在です。
精度の高さや強度、耐久性など、高難度の要求に応えるべく3Dプリンターの技術も向上しています。
電子部品
引用：https://www.bmf3d.co.jp/category/application/electronic
携帯電話やパソコン、モバイルバッテリーなどの機器類の小型化に合わせ、内蔵されている電子部品も小型化が求められます。
そのため、電子部品を3Dプリンタ―で製作する際には、精密な造形が得意な機種を選定する必要があります。
BMF Japan株式会社の「microArch®シリーズ」は、優れた光学解像度（2μm・10μm）と、産業用途で±10μm・25μmの公差で安定的に制御できる、世界初の3Dプリンターです。
従来の切削加工や金型では難しい複雑で微細な試作を実現できるため、小型化が進む電子部品の製造におすすめです。
電子部品の造形については以下の記事で詳しく解説しています。
金型
引用：https://voltechno.com/blog/dm/
3Dプリンターを活用すれば、プラスチックなどの製造に必要な金型も容易に製作できます。従来の方法では完成まで時間がかかる上に製作費用も高額ですが、3Dプリンターを使えば短期間で低コストで製作可能です。設計を修正する際にも、3Dデータを修正するだけで良いため非常に手軽です。
また、3Dプリンタ―の進化と材料の開発によって、超精密・微細な部品の金型も3Dプリンタ―で短時間で製作できるようになりました。
BMF Japan 株式会社が開発した「可溶性犠牲樹脂」では、射出形成後に金型を溶解することで、従来の切削加工や金型では難しい複雑で微細な製品も造形可能です。
【参考動画】
治具・パーツ
引用：https://ja.blog.shiftall.net/archives/980/
治具や工場パーツも3Dプリンターを活用すれば、イメージ通りの形状や軽量化した治具が容易に製作できます。
また、ネジやスクリュー、ブラケット、生産中止になった部品など、素材に適合する3Dプリンターの機種を適切に選べばあらゆる工場パーツが作れます。
金属ギヤ部品
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/11580.html
金属3Dプリンターを使用すれば、単体のギヤはもちろんのこと、複雑な形状をしたやまば歯車、ギヤを何個も組み合わせるインターナルギヤも組立不要で一気に作れます。
また、操業中にギヤモーターなどの山が破損した場合には、替えのギヤが手配できない場合もあります。その場で製作できれば、製造ラインなどの停止期間も短縮できます。
ロボット
ロボットアーム
引用：https://youtu.be/A86LE5cjkSo?si=dNsBav4NjGBfnmoK
人材不足や人件費削減などのため、工場ではロボットの導入が加速しています。3Dプリンターを活用すれば、ロボットアームやロボットハンドなどのパーツ製作が可能です。
マイクロロボット
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/case-study/10682.html
マイクロレベルの超精密な造形が得意であるという利点を活かし、BMF Lapan 株式会社の3Dプリンタ―を使って50μm以下の極微細なロボット部品を製作した事例もあります。
建設・建築分野で役立つ造形
建設・建築分野において、建築3Dプリンターを使用して住宅や橋梁などの建築も進んでいます。
建築模型
引用：https://mokeruto.jp/3dprintparts/
建築模型があれば、室内や外壁、エクステリアなど、細部に至るまで忠実に再現できるので完成像をイメージしやすくなります。
建築資材
引用：https://www.obayashi.co.jp/news/detail/news20230425_1.html
建築資材も建築3Dプリンターを活用すれば、プラモデルを組み立てるようにパーツを組み合わせることで建屋を製作できます。
日本の大手建設会社などによる建築資材の開発がすでに始まっています。
鉄筋コンクリート用のプラスチック型枠
引用：https://news.sharelab.jp/cases/construction/polyuse-3dprinterhouse-220224/
鉄筋コンクリート用のプラスチック型枠の利用にも3Dプリンターを活用できます。専用の溶材をセメントに混ぜることで、従来のコンクリート製法よりも気密性や高靭性もアップしており、地震などによる横揺れにも耐性があります。
医療分野で役立つ造形
医療分野では、患者に適合するように医療現場で既製品をカスタマイズすることがあります。MRI画像などの3Dデータを基に3Dプリンターで患者に合った医療器具を作成することで作業効率や安全性、治療効果などの向上が期待できます。
医療器具
医療器具の製造には、以下のように精密な造形を得意とする3Dプリンターを使用することが必須です。
心臓血管ステント
【参考動画】
引用：Part of the Week: Cardiovascular Stent
精密な造形技術と生体適合性樹脂を利用することで、心臓血管ステントを製作することも可能です。従来のステンレススチール製ではなく、柔軟性と耐久性を兼ね備えたHTL（熱可塑性樹脂）を使用することで患者に最適の形状で造形できるという利点があります。
内視鏡ハウジング
【参考動画】
引用：Part of the Week: Endoscope Shell
年々、悪性腫瘍による死亡者が増加しており、大腸がんや胃がんなどの早期発見には内視鏡検査が必要不可欠です。患者への負担軽減のため、内視鏡検査の機器も小型化しています。
マイクロ針
【参考動画】
引用：Part of the Week: Spiral Syringe Needle
超精密な造形が可能な3Dプリンタ―を使用すれば、医療器具に用いる10μmのマイクロ針の造形も可能です。50μm程度の細胞にもアプローチできるのでバイオテクノロジーの研究にも役立ちます。
マイクロニードル
引用：https://www.bmf3d.co.jp/category/application
マイクロニードルは金属が使用されていましたが、金属アレルギーや針が折れたときの影響から、近年では樹脂や生分解性バイオポリマーを利用するようになりました。
3Dプリンタ―によるマイクロニードルの造形については以下の記事で詳しく解説しています。
新型緑内障ドレナージ装置
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/13968.html
房水の逆流を防止するテスラバルブ構造を備えたドレナージ装置の造形事例もあります。手術期の眼圧制御に優れており、緑内障の治療に成果を上げています。
毛細血管オルガノイドチップ
細胞培養に必須ツールでもある毛細血管オルガノイドチップの造形例もあります。
人間の臓器機能に近い生体外培養が可能です。
新型緑内障ドレナージ装置や毛細血管オルガノイドチップの詳細は以下の記事を参考にして下さい。
細胞培養ディッシュ
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/blog/11998.html
生体適合性樹脂と精密な造形が可能な3Dプリンタ―があれば、細胞培養ディッシュの造形も可能です。
内蔵模型
引用：https://www.innervision.co.jp/ressources/pdf/innervision2015/iv201507_064-065.pdf
医療を学ぶ際や患者に説明するときに使用される内蔵模型も、3Dプリンターを活用すれば実際の患者をモデルに忠実に再現された模型を製作できます。また、非常にレアケースの症例を3D模型として保存し、今後の医療躍進に役立てることも可能です。
人体模型
引用：https://www.nikkei.com/article/DGXNASHD2600M_W4A320C1AA1P00/
実際の人体を3Dスキャンして3Dプリンターで製作すれば、既製品よりもリアルな人体模型ができます。また、人体模型は購入すると高額ですが、破損や劣化の際には3Dプリンターで必要部位のみを製作しコスト削減することも可能です。
自助具
引用：http://www.rehab.go.jp/ri/kaihatsu/suzurikawa/res03_jijogu.html
体が不自由な方のために必要な歩行補助具やペットボトルのキャップを開閉する道具、ライターを着火するための道具や服のボタンを片手で止める自助具など、3Dプリンターを使えば自分に合った形状で容易に製作できます。
特注で作ってもらえば高額な費用がかかりますが、3Dプリンターを使えば安価で作れるのでコスト削減にも効果的です。
歯科医療への活用
ラミネートべニア
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/13968.html
高精度3Dプリンターを使用すれば、厚さ40μmのラミネートべニア（歯の表面をわずかに削り、薄い板を貼り付けて歯の形・色・歯並びを改善する方法）を製作可能です。違和感なく使用できるメリットがあります。
3Dプリンターのラミネートべニアへの応用については以下の記事で詳しく解説しています。
歯型、マウスピース
引用：https://modelinghappy.com/archives/8013
歯科医療の現場では、実際に3Dプリンターを使った歯型やマウスピースなど、オーダーメイドの製作が行われています。
型を取ったものを外注に出すと完成するまでに期間を要しますが、3Dプリンターで作れば短時間で完成する上に微調整もデータを修正するだけで簡単にできます。
その他の歯科医療への3Dプリンターの活用については、以下の記事で詳しく解説しています。
科学研究分野のアプリケーション
科学研究分野において、計測データ収集などに用いられる機材も小型化が進んでいます。
マイクロ格子構造
引用：https://www.bmf3d.co.jp/category/application/science
マイクロ格子構造は、軽量かつ高い強度を持つため、あらゆる科学研究に用いられています。航空宇宙業界や自動車産業におけるボディの軽量化、放射熱の高さを利用した電子機器の冷却システム、太陽電池やバッテリーの構造材料など用途はさまざまです。
マイクロスプリング
引用：https://www.bmf3d.co.jp/category/application/science
高精度かつ超精密水準を実現できる3Dプリンターなら、医療機器をはじめとする精密機械や精密装置、電装部品、電子部品など、高い精密さと精度を求められるミクロン単位の極小機器および装置に利用できます。
超小型電極
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/case-study/14005.html
超精密な造形を得意とする3Dプリンターなら、心臓のペースメーカーや神経刺激装置、スマートフォン、パソコン、半導体装置、美容機器などあらゆる分野のデバイスに用いられている超小型電極の造形も可能です。
従来の電極は炭素繊維を用いており、小型化しているにもかかわらず、電極相互接続や組立、空間構成の制御に限界がありましたが、この事例では、カーボンファイバー統合型多接点電極（MCCFE）を造形しています。
超小型電極に関する詳しい情報は、下記の記事で紹介しています。
マイクロキノコ状のバイオニック超撥水表面
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/case-study/13535.html
自然界に存在する超撥水（塗れ現象において高度な撥水性を持ち、接触面に対して150度超の接触角で水滴が接する現象）の研究において、3Dプリンターでマイクロキノコ状バイオニック超撥水表面を造形した事例もあります。
マイクロ流体
引用：https://www.bmf3d.co.jp/category/application/microfluid
マイクロ流体は以下の分野で利用されています。
・創薬や化学合成の分野における新薬の開発や触媒の研究
・医療分野における遺伝子や細胞の解析
・自動車産業におけるエンジン燃焼噴射や冷却システム、センサーの研究
・環境やエネルギー分野における水質や微生物の分析、エネルギー変換の研究
また、以下のようなマイクロ流体の造形事例があります。
遺伝子シーケンサーバルブプレート
DNAシーケンス解析に用いるサーバルブプレートです。生体材料を使用し、最小パイプ径0.2mmです。
血液冷却レギュレーター
血液の流れを調節する機能を持った血液冷却レギュレーターです。耐高温材料を使って正弦波形状の複雑なパイプを一体型で造形しています。
流体コネクタ
流体実験や創薬に用いられる流体コネクタです。生体材料を用いて内部に空洞がある複雑な形状を組立不要で造形しています。
PDMSデバイス
引用：https://www.bmf3d.co.jp/news/13964.html
3Dプリンターを使ってPDMSデバイスを製作する技術も開発されています。
PDMSとは、シリコンの一種であり、透明、不活性、不燃焼、表面張力を低下させる特性を持っている材質です。
PDMSについては、以下の記事で詳しく解説しています。
その他の分野で役立つ造形
その他、多くの分野に3Dプリンターの活躍の場があります。
航空宇宙業界で使用されるエンジン部品
引用：https://youtu.be/mKW9m16FzIE?si=RYcoLshCbZjXyIyf
航空宇宙業界で使用されるエンジンやタービンなどの部品や試作品も3Dプリンターを活用すれば造形可能です。
従来の方法で試作品を作れば、時間もコストもかかる上、修正にも時間がかかります。3Dプリンターを使えば3Dデータを修正するだけで製作できるため、時間やコストが大幅に削減できます。
ドローン部品
引用：https://drone-journal.impress.co.jp/docs/event/1185411.html
ドローンを活用した配送などが注目されているように、ドローンは今後も多方面で活躍の場を広げます。期待はもちろんプロペラなどのドローンの部品も3Dプリンターを使えば容易に製作できます。
靴製造で必要な靴型
引用：https://youtu.be/2dy8PybMDiM?si=iZQT_N1qFc11jspH
足を3Dスキャンして3Dプリンターで作れば、個人の足にフィットした靴を製造できます。
従来の測定は、足のサイズ・横幅・足の甲の高さなどを人が測定するため時間を要していましたが、3Dプリンターを使えば短時間で足型を作れます。
まとめ
3Dプリンターで作れるものについて解説しました。3Dプリンターは、身近なものから医療・工業・自動車産業・航空宇宙業界などあらゆる分野で活躍の場を広げています。
一方で、高精度な造形が必要であるケースでは、目標とする品質をクリアできる造形方式や機種、材料の質などを選択する必要があります。
BMF Japan株式会社の「microArch®シリーズ」は、優れた光学解像度（2μm・10μm）と、産業用途で±10μm・25μmの公差で安定的に制御できる、世界初の3Dプリンターです。
従来の切削加工や金型では難しい複雑で微細な試作を実現でき、医療分野をはじめ、マイクロ流体、マイクロメカニクス、MEMS、科学研究など様々な分野で、精度や予算等、重視したいポイントに合わせた製品のご提案を行っております。
世界中のお客様のニーズに合わせて、最適な3Dプリンティングソリューションをご提案します。ぜひお気軽にご相談ください。
