3Dプリンターはどのように機能しますか？ -明確に説明

3Dプリンターは、個人ユーザーにとってより安価で興味深いものになっています。 3Dプリンターがどのように機能し、どのような印刷方法が利用できるかを説明します。

3Dプリンターの基本機能

現在、3つの異なる3D印刷技術があります。 それらは、使用される出発材料とモデリング手法が異なります。 基本原則は常に同じです：

• 3D印刷用のテンプレートは、通常のプリンターのようなテキストファイルではなく、CADソフトウェアで設計できる3Dテンプレートです。
• 最も一般的なファイルタイプは、STL（標準三角測量言語）、VRML（仮想現実モデリング言語）、およびX3D（拡張可能3D）です。
• 3Dプリンターには、これらのテンプレートが「供給」されます。 このモデルは、溶融可能な材料、粉末、または特定の液体から作成されます。
• 3つの一般的な3Dプリンタータイプはすべて、個別に硬化される薄いレイヤーを適用します。

3Dプリンター：光造形はどのように機能しますか？

Stereolithography（SLA）は1980年代に開発された、最も古い3D印刷技術です。

• 流域にある液体エポキシ樹脂は、出発材料として機能します。
• プール内には昇降可能な昇降プラットフォームがあります。 これで3Dモデルが作成されます。
• 印刷の開始時、リフトは樹脂の表面のすぐ下-約0.05〜0.25 mmです。
• 骨盤の上に取り付けられたレーザーは、モデルの最初の層を硬化させます。
• リフトが少し下に移動します。 プリンターのタイプとモデルのフィリグリーの性質に応じて、レイヤーの厚さは0.05〜0.25 mmです。 エポキシ樹脂は、すでに硬化した最初の層の上を一緒に流れます。
• これで、オブジェクトの次のレイヤーが強化され、最初のレイヤーにシームレスに収まります。
• 3Dモデルは、下から上にレイヤーごとに構築されます。
• SLAプロセスの利点は、モデルの表面が滑らかであることです。 ただし、液体は、完全に硬化していない限り、突出部分を持ちません。 このため、サポート構造を使用する必要がある場合があります。

3Dプリンターはどのように機能しますか？：レーザー焼結

選択的レーザー焼結（SLS）または選択的レーザー溶解（SLM）は、原料として粉末を使用します。 ポリアミド12パウダーが主に使用されます。 ただし、プラスチックと金属またはセラミックの粉末でコーティングされた鋳物砂も出発材料として使用できます。

• レーザー焼結では、1つの槽だけでなく、2つの槽が互いに隣接して配置されており、それぞれに昇降プラットフォームがあります。
• 粉末は、盆地の原料です（写真左）。
• ローラーがパウダーを拾い上げ、最初の上部にある隣のプールのリフトの上を転がします。
• レーザーは粉末を溶かすか焼結させ（セラミックの場合）、結合して硬化させます。 オブジェクトの最初のレイヤーが作成されます。
• パウダー盆地のリフトが少し上がり、オブジェクト盆地のリフトが少し下がります。
• ローラーは、物体の最初の硬化層に次の粉体層を塗布し、レーザーが再び硬化し始めます。
• したがって、モデルは下から上にレイヤーごとに構築されます。
• このプロセスの利点は、材料の多様な選択です。 さらに、粉末はすぐに硬化し、耐荷重性があるため、サポートを配置する必要はありません。
• ステレオリソグラフィーとは対照的に、レーザー焼結中の物体の表面は粗くなります。 プリンターも非常に高価であるため、産業用に開発されています。

溶融堆積モデリング（FDM）：個人ユーザー向けの3Dプリンター

溶融堆積モデリング（FDM）は、最も普及している方法です。

• 熱下で液体または成形可能になる材料-たとえば、PVA、PET、ナイロンなどの熱可塑性材料だけでなく、チョコレートやワックスも使用されます。
• 材料はノズルで加熱され、液化されます。 次に、特定のポイントでレイヤーに適用されます（従来の印刷と非常によく似ています）。その後、冷却されて硬化します。
• 他のプロセスと同様に、これにより次々にレイヤーが作成されます。
• もう1つの欠点は、モデルがすぐに完全に硬化しないことです。 このため、サポート構造を計画する必要がある場合があります。
• ただし、プリンターと素材は比較的安価であるため、個人ユーザーにも適しています。