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3Dプリンター入門：3Dプリンターはものづくりの救世主となるか
3Dプリンター入門：3Dプリンターはものづくりの救世主となるか
2025/02/13
- はじめに
- “プリンター”というと皆さんは何を思い浮かべますか？
大抵は、紙やカードなど「平面のものに印刷する機械」を指しますよね。
では“3Dプリンター”という言葉は聞いたことがあるでしょうか？
ほとんどの方は、使ったことまではなくとも名前を聞いたことくらいならあるのではないかと思います。
筆者は、以前“拳銃を3Dプリンターで作って逮捕された人がいる”というニュースを耳にし
「犯罪になるとはいえ、3Dプリンターとかいうので銃なんて作れるんだ…」と思ったのが
その存在を認識した最初の出来事でした。
3Dプリンターの“3D”は“3Dimensional”の略、つまり文字通り“3次元”。
「“2次元”の平面に印刷するのではなく、“3次元”である物体（立体物）そのものを造り出す機械」
のことを指します。
“CAD”（コンピューターを用いて設計ができるツール）や“3Dスキャン”などの
デジタルデータを元にして、材料を積み重ねていくことで立体物を作る。
材料を「積む」ことで製品を製造するため、「積層造形」とも呼ばれています。
使用できる材料（2次元プリンターでいうところのインク）も様々で、樹脂やプラスチック、金属、それから紙や石膏なども機種によってはOKだったりするので、
形だけでなく質感などにまでこだわることもでき、希望通りのものを作ることが可能です。
「アイデアをそのまま形にする」ことができるこの機械。
製造業の製品の試作などでも重宝されていますし、今やそれに限らず医療や教育の現場、さらには個人の趣味に至るまで、幅広い分野で利用されています。
この3Dプリンター、今回も弊社の業務内容と直接はリンクしませんが、印刷技術の一つとしてテーマに挙げてみます。
使ったことのない方はもちろん、良ければ使ったことのある方も改めて、仕組みや用途など基礎的なことから知っていきましょう。
- 【設計からプリントまでの流れ】
1. デザインの作成
パソコンやスマホなどで専用ソフトウェアを用い、3Dモデルを設計します。
2. スライス処理
モデルを薄く分ける作業を行ってから、プリンターに指示を出します。
3. 印刷物の作成
プリンターが材料を溶かしながら、薄く分けたデータ通りに1層ずつ積み重ね、立体を作り出していきます。
以上が3Dプリンターのおおまかな印刷の流れです。
“印刷したいデータを用意して実際の印刷物を作成する”のは平面（2次元）印刷とほぼ同じですね。
“モデルを薄く分ける”というのが3Dプリンターならでは、といったところでしょうか。
【どんなものが作成可能なの？】
先ほど上でもあげましたが、製造業の試作品をはじめ
フィギュア、アクセサリー、スタンドやスマホケースなどの趣味や日用の品
学習用の模型や教材
壊れたり紛失したネジ・部品の代替品を作ったりなど
“アイデア次第で様々なものが作成可能”です。
他にもなんと車や家・ロケットも作ることができたり、文化財や古美術品の復元などもできるのだとか。
また医療分野としては、義手義足など医療パーツを“使う人に合った形で”しかも“安価で作成できる”といった強みもあります。
そして、現在は(まだ研究中ですが)、将来的には細胞を積み上げて人間の神経や臓器までも作り出し、臓器提供を待たなくとも移植ができるよう実用化していくことも
現実として医療研究分野の課題となっているようです。
いくら“アイデア次第で様々なものが作成可能”と言っても、ちょっとした身の回りが便利になる程度の機械かなと思っていたのですが
車や家のような高価なもの、また（実用化はまだ先であっても）神経や臓器などの身体や生命に関わってくるものまで作成できるなんて…本当に幅が広いですね。驚きました。
【寄り道コラム：3Dプリンター住宅ってどういうもの？】
3Dプリンターで「車や家・ロケットも作ることができたり」するというのに驚いたので
ほんの一例として3Dプリンターの家について具体的なことをもう少しだけ掘り下げてみようと思います。
まずはどんなメリット・デメリットがあるかです。
[メリット]
*安い…一般的な日本の住宅が数千万円するのに対して、3Dプリンター住宅は数百万円代での購入が可能です。
なぜ、こんなに安いのかというと「少ない人数でも建てられること」や「木材や鉄筋を使わない場合はそれらを運搬する必要もない」（人件費や材料・運搬費が少なくて済む）ことが
大きく影響しています。
*早い…短い工期での建築が可能です。機械（3Dプリンター）は人間と違って完成まで休まずずっと動かし続けられるということもあり
通常の建築工法より早くに（通常だと1ヶ月かかるところを1～2日で終わらせるなど）完成することができます。
*デザインにこだわることができる…デザイン重視で建てられる。通常の建築方法だと難しい複雑なデザインの家も3Dプリンターなら形にできるものもあるので選択の幅が広がります。
[デメリット]
*建築基準法に適合できていない…地震や火事などの災害対策として設定された基準が満たしきれていない。また3Dプリンターの技術的に、鉄筋や鉄骨を埋め込むことが難しい。
*基礎工事に対応できない…配線・配管工事に対応できない。
*耐用年数が短い…15年から20年程度。（木造住宅より短いとされる）
先ほど述べた通り、住宅を3Dプリンターで作ること自体は可能なものの、建築基準法による最低限のラインが壁となっている（安全面で疑問が残る）ため
災害の多い日本で一般的に普及するにはまだ課題があるようです。
しかし、もし技術が進歩して建築基準法をクリアすることができるなら。
…例えば災害時、テントより丈夫で避難所よりプライベートな空間が持てる仮設住宅などとしても大きな活躍が見込めるのではないでしょうか。
というより、もう既に能登半島の被災地や戦火にさらされたウクライナなどでその動きはあるようです。
ハードルとなっている建築基準法はどうなったのか疑問に思いましたが、こちらの記事によると既に「現在の基準法に準拠している」とのこと。
そんなにあっさりクリアできるものなのか…とも思いましたが、別の記事ですと（能登の被災地に建てられた家ではありませんが）「鉄筋・鉄骨を使用している」と記載がありました。
なるほど、被災地に作られた家も鉄筋鉄骨を入れるなどの工夫をして、建築基準法に準拠させているとかでしょうか。そういうことでしたら安心ですね。
安価でマイホームを手に入れたいという方もそうですが、被災などして住む家を失った人たちにとっても
安全にくつろげる空間としてこれから活躍の幅が広がっていってくれればいいなと思います。
【3Dプリンターをはじめる】
さて、ここからは3Dプリンターの使用について（入手ポイントや注意点など）さらに詳しく初めて使う人視点で紹介していこうと思います。
*入手する際のポイント－価格帯や使いやすさの見極め方
3Dプリンターの価格は、安ければ2万円程度のものから高いものでは数千万円するものまで様々あります。
大きく分けて、業務用と家庭用が存在しますが、もし家庭用として使用するのであれば最初は2万円～5万円くらいを目安にするのでほとんどの場合は充分なようです。
（高価すぎるモデルは、初心者には扱いにくい場合もあるため）
中古品やレンタルなども存在するそうなので、より安価で使用してみたいという場合はそちらを使ってみるのも手ではないでしょうか。
もし気になるモデルがある場合、購入前にインターネットなどで評判やカスタマーレビューを覗いてみるのも一つの手段かと思いますが
使いやすさ（初期設定が複雑でないものや、トラブル発生の際に解決が容易なもの）や主な使用目的に合っているかなどをあらかじめ調べておくこともお勧めします。
*注意点－安全に使うためには
3Dプリンターは先程も述べた通り、熱で材料を高温にして立体を作り出します。そのため、プリント中は高温になる部分も多いので火傷には充分注意してください。
またプリンターは安定していて平らな場所に設置して使用すること（危険ですし事故や失敗のもとになります）。
それから、使用する素材（特にABSフィラメントなど）によっては有害なガスを発生する場合があります、換気の良い場所で使用するようにしてください。
- 最後に
- さて、3Dプリンターについて見てきましたが、いかがでしたか？
耐久性や量産に向かないなどのデメリットもありますが、アイデア次第で本当に様々なものを安価ですぐ形にできるというのがすごいなと思いました。
自分で色々なものを作っても楽しめるし既に出来ている商品を買っても楽しめるのが3Dプリンター。
将来的にどんな新たな発見や技術の進歩が待っているのか、とてもワクワクさせられますね。
筆者は、上で挙がった“ヒトの臓器”や“震災時の仮設住宅”のさらなる技術の進歩に興味と期待を持ちました。
被災したり病気になったりするのって誰でも当事者になる可能性がありますし、そんな時こういった技術に助けられる未来も来るのかな、と思っています。
アイデアや使用するシーンを正しく選んで使いこなせば、とても大きな可能性と革新性を秘めた技術となるでしょう。
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