3Dプリンティングとは?

3Dプリンティングは、部品を生産するために使用される添加剤の製造技術です。この方法は物理的なオブジェクトを作成するために単一の材料や金型に依存していないため、「添加剤」と呼ばれます。代わりに、材料の層を積み重ねて融合することにより、オブジェクトを構築します。

このテクノロジーは通常、生産速度が速く、固定設置コストが低く、従来の製造技術よりも複雑な形状を作成することができます。さらに、3D印刷で使用されるさまざまな材料が絶えず拡大しています。特にプロトタイピングと軽量の幾何学の作成のために、エンジニアリング業界で広く適用されています。

「3D印刷」という用語は、多くの場合、メーカーの文化、愛好家、愛好家、デスクトッププリンター、FDMなどのアクセス可能な印刷技術、ABSやPLAなどの低コストの素材を網羅しています（後で説明します）。この現象は、主に3D印刷の民主化、特にリプラップ運動の台頭に起因するものであり、元のMakerbotやUltimakerなどの手頃な価格のデスクトップマシンにつながりました。この開発は、2009年に3D印刷技術の爆発的な成長をもたらしました。

添加剤の広範なアプリケーション
3Dプリントと比較して、添加剤の製造は、工業生産、医療、航空宇宙、およびその他の分野の用途を備えた、さまざまな技術や材料を網羅するより広範な概念です。添加剤の製造は、層ごとに材料を追加することによりオブジェクトの構築を強調し、通常、高精度および高性能アプリケーションに使用されます。

一般に、3Dプリントは添加剤の製造の一種ですが、テクノロジー、アプリケーション、および市場のポジショニングには大きな違いがあります。

対照的に、添加剤の製造（AM）は、ほとんどの場合、商業および産業用アプリケーションに関連付けられています。

「迅速なプロトタイピング」とは、3D印刷技術を参照するために時々使用される用語です。この名前は、3D印刷技術の初期の時代にさかのぼります。 3D印刷技術が最初に発明された1980年代には、実際の部品を生成するのではなく、主にプロトタイピングに使用されたため、迅速なプロトタイピングと呼ばれていました。

テクノロジーの進化
近年、3D印刷は、部品を生産するための優れたソリューションに成熟しています。同時に、CNC加工などの他の製造技術は、より経済的で便利になり、プロトタイピングに適しています。したがって、一部の人はまだ3D印刷の同義語を「迅速なプロトタイピング」と考えていますが、このフレーズは徐々に進化して、あらゆる形態の迅速なプロトタイピングを参照しています。

要約すると、「迅速なプロトタイピング」は元々プロトタイピングに特に言及されていましたが、その意味は技術的な進歩とともに拡大して、より広範な製造方法を網羅しています。

3D印刷は、もともと、より高速なプロトタイピングを通じて工業製品開発を加速するために考案されました。これより前にいくつかの関連特許が存在していましたが、チャックハルは一般に3D印刷の発明者と見なされます。 1984年、彼は3Dプリンターの先駆的な技術となったステレオリソグラフィ装置（SLA）を特許を取得しました。

Hullの発明は、その後の3D印刷技術の基礎を築き、添加剤の製造の開発を進めました。

1. 1981：日本の秀夫は、UV光を使用してフォトポリマーを硬化させるための最初のデバイスを特許しました。彼はそれをモデルとプロトタイプを作成するための「迅速なプロトタイピング」デバイスとして設計しましたが、関心の欠如のために特許は最終的に放棄されました。
2. 1984：フランスの発明者であるAlain Le Mehaute、Olivier de Witte、およびJean ClaudeAndréは、UV光を使用してフォトポリマーを治療するデバイスの特許を提出しました。ゼネラルエレクトリックは、商業の可能性がないと信じて、特許を放棄しました。
3. 1984：ル・メホートが彼の特許を提出したわずか数週間後、アメリカのチャールズ「チャック」ハルは、「ステレオリソグラフィー」（SLA）という用語を生み出した「ステレオリソグラフィーによる3次元オブジェクトを生産するための装置」（SLA）の特許を提出しました。 1987年、ハルはSTLファイル形式を発明し、同じ年に3Dシステムを設立しました。
4. 1987：2001年に3Dシステムに買収されたAmerican Carl Deckardの特許取得済み選択レーザー焼結（SLS）および共同設立デスクトップ製造（DTM）Corp.。
5. 1989：アメリカンS.スコットクランプは、融合堆積モデリング（FDM）の特許を提出し、その同じ年に妻とストラタシーを設立しました。

これらの初期の発明と企業は、3D印刷技術の活況を抱く基盤を築きました。

1. 1987：3Dシステムは、3Dプリンティングテクノロジーの商業化の始まりをマークする最初の商用SLAプリンター「SLA-1」をリリースしました。
2. 1992：FDM特許は最終的にStratasysに授与され、最初のFDMプリンター「3D Modeler」の発売につながりました。
3. 1992：DTMは、最初の商用SLSプリンター「Syterstation 2000」をリリースし、3D印刷技術の採用をさらに促進しました。
4. 1994：1989年に設立されたEOSは、最初の商用金属3Dプリンターである「Eosint M160」を発売し、金属添加剤の新しい市場を開設しました。

1. 2005：オープンソースリプラッププロジェクト（「Rapid Prototypingの複製」）が開始され、独自の部品を印刷できる自己複製3Dプリンターの作成を目指しています。このプロジェクトは、3D印刷技術に対する公益を大幅に促進しました。
2. 2009：主要なFDM特許がパブリックドメインに入り、Makerbotはデスクトップ3Dプリンター「Cupcake CNC」を発売しました。従来のプリンターの数千ドルよりも大幅に少ない数百ドルで価格設定されていました。すべてのコンポーネントは、ユーザーが作成したデジタルデザインファイルの共有に特化したWebサイトであるThingiverseでダウンロードできました。
3. 2012年：Formlabsは、最初の手頃な価格のSLAプリンターである「Form 1」をリリースし、Kickstarterで記録破りの2.95百万ドルを成功裏に調達しました。
4. 2013：Protolabs Networkは、ピアツーピア3D印刷サービスとして開始され、プリントのバイヤーとマシンのユーザー間の大規模なトランザクションを可能にします。このプラットフォームはすぐに成長し、世界最大のシングル3D印刷プラットフォームになり、50,000を超える印刷「ハブ」があり、さまざまな形式のカスタム製造を商業顧客がアクセスしやすくしました。
5. 2014：主要なSLS特許がパブリックドメインに入り、多くの企業がより小さく、より手頃なSLSプリンターを生産するように導きました。

これらの開発により、3D印刷技術はよりアクセスしやすくなり、さまざまな分野でアプリケーションと革新を促進しました。

2018年以来、3Dプリントを取り巻くメディアの誇大広告は大幅に沈静化していますが、あらゆる規模のビジネスの商用アプリケーションへの関心は史上最高に達しています。今日、何千もの企業が3Dプリンターを製造し、3D印刷技術を利用して幅広いサービスを提供しています。

このフェーズは、企業がプロトタイプ、カスタム製造、医療、航空宇宙など、さまざまな分野でのアプリケーション用の生産プロセスに統合し始めるため、3D印刷技術の成熟度を示しています。技術の進歩により、3D印刷の効率と費用対効果が継続的に改善され、その広範な採用がさらに促進されました。