3Ｄプロトタイピングとは？

3Dプロトタイピングは、ラピッドプロトタイピングとも呼ばれ、製品のデザインやアイデアを物理的に素早くコンセプト化する一般的な手法で、業界を問わず広く利用されています。現金と時間を節約するための素晴らしい方法です。

3Dプロトタイピング技術は、射出成形のような、各反復の製造に時間がかかる従来の技術に比べ、より速く、より安価な技術です。

進化し続ける技術のおかげで、今では安価なPLAやナイロン、耐衝撃性のあるABSなど、さまざまな素材を使ってラピッドプロトタイピングを素早く製作することができます。 

ラピッドプロトタイピングに3Dプリントが使われる理由?

現代では、ラピッドプロトタイピングのために3Dプリントが広く使われています。それにより、デザイナーが材料を選択することができ、時間を節約することができます。3Dプリントは積層造形であり、デザイナーが製作の各段階でデザインを変更することができます

3Dプリントを使用することで得られる最も大きなメリットの1つは、製品の物理的な構築時にコストと時間を節約できるという点で柔軟性があることです。反復して設計するたびに、メーカーに余分なお金を支払う必要はありません。今やデザイナーは、自分のアイデアを漏らすことなく、機能的なプロトタイプを作ることができます。

3Dプリントのもう一つのメリットは、デザイナーが異なるモデルやアイデアを迅速にテストし比較できることです。つまり、異なる視覚的なコンセプトやアイデアを物理的に比較することができるのです。このような理由から、3Dプリントの利用は、日々、産業界で急速に増加しているのです。

プロトタイプをコスト効率よく、成功させるには？

3Dプリントでプロトタイプをコスト効率よく、扱いやすいとなります。3Dは、開発の初期段階で数多くのデザインを構築しながら、高いコスト効率を発揮します。

このラピッドプロトタイピング法は、他のラピッドプロトタイピングプロセスに比べて、プロトタイプの変更、適合、機能追加が容易であり、最終的には製造コストと時間の削減を可能にします。

成功する製品デザインには、数多くの変更と各方面や企業の株主からのレビューが必要です。3Dプリントを使えば、デザイナーはプロトタイプを反復・デザインの各段階で修正することができ、失敗が少なくなります。

最適化されたデザインは、デザイナー、エンジニア、品質保証の迅速な合作の結果です。3Dプリントされたプロトタイプは、開発段階における製品の構造や、それが市場で通用するかどうかについての明確なアイデアをデザイナーに提供し、製品が失敗する可能性を徐々に減少させます。つまり、3Dプリントは、製品をコスト効率よく成功させるための説得力のある方法だと言っていいでしょう。

プロトタイプに3dプリントを選ぶ前に考慮すべきこと

3Dプリントは、その造形速度とコスト効率の高さから、現在ではあらゆる産業で総合的に利用されています。3Dプリントをプロトタイピングに使おうと考えているのなら、始める前にいくつかの要素を考慮する必要があります。それは:

1.最終製品

プロトタイプが最終製品の外観と同じよう、より微細で詳細な解像度を提供する技術や材料を探す必要があります。そうでないと、最終的に美観のためにプロトタイプに手を加える必要があります。

プロトタイプが最終製品と同じように正確に機能することを望むのであれば、確実で耐性のあるテスタシーを提供する技術が必要です。

2. 3Dプリント技術

3Dプリントに使われる素材には、さまざまなものがあります。固さ、デザイン性、特性など、それぞれに個性があります。どのようなデザインにするか、どのような方法で作るかによって、材料を調整します。

例えば、ポリジェットは、柔軟な素材と硬い素材を一緒に組み合わせたり、透明とフルカラーを両立させる機能を提供します。ステレオリソグラフィー（SL）は、滑らかな表面仕上げを持ち、より詳細で洗練された解像度を作ることに優れたです。

溶融積層造形法（FDM）とレーザー焼結は、機能的なプロトタイプに理想的なエンジニアリンググレードの熱可塑性プラスチックを使用した、堅牢で耐久性のあるパーツを提供します。ダイレクトメタルレーザー焼結（DMLS）は、金属製のプロトタイプに最適な方法です。

3. ファイル形式

STLファイルは、3Dプリントの組立や造形に使用されるファイルです。一般的に、1つのシェルと非共有エッジで構成されていますが、1つのSTLファイルで複数のシェルと非共有エッジを使用すると、互いに切断された粗い傷のようなサーフェスが作成されるという問題が発生する場合があります。複数のシェルを持つファイルは、STLフォーマットで適切に設計することができません。

そのため、この種の造形にはCAD形式を使用するのがよいです。3Dプリント用のファイルを選択する際に、ファイルのインチまたはミリメートルの測定単位を知ることが重要です。単位を適切に測定することで、潜在的なエラーの可能性を減らすことができます。

3Dプリントのメリット

様々なイテレーションを構築

3Dプリントは、デザイン上の制約が多い従来の製造技術に比べ、デザインを迅速に作成する上でより柔軟性があります。CADソフトウェアを使用すれば、最も単純な部品から最も複雑な部品まで、何の問題もなく作成することができます。このプロセスは、イテレーションのために金型全体を作成する必要がなく、多くの時間と費用を節約できるため、非常に便利です。

堅牢・軽量な部品

 3Dプリントに使用される材料は多岐にわたります。一般的に、3Dプリントには、他の金属に比べより軽便なプラスチックが使用されます。この材料は、重量が懸念された、プラスチックはより良い燃料効率を提供する自動車や航空宇宙産業で包括的に使用されております。また、カスタマイズされた材料は、耐熱性、強度、撥水性などのメリットを得るために使用されます。 

時間・コスト効率

他のプロトタイピング手法と比較すると、3Dプリントとも呼ばれる3D積層造形は、非常に安価です。先ほども言ったように、イテレーションのための金型を作成する必要がないので、コスト削減の面でも有利です。射出成形では、金属のトイリングを作り、射出成形の工程を待つ必要がありますが、3Dプリントにはこうしたステップがありません。プリントできる状態のSTLファイルやCADファイルを作成するだけで、開発プロセス全体を加速させることができるのです。 

アクセシビリティの向上

3Dプリントは、製品のプロトタイプを作成するために、ますます人気が出てきています。最近では、現地のサービス供給者が3Dプリントの外注サービスを提供しており、より身近なものとなっています。他の製造工程に比べ、余分な輸送費がかかりません。 

機能試験段階

3Dプリントに適した様々な材料がある一方で、プロトタイピングプロセスでは選択肢が多いです。大量生産に向けて発売する前にプロトタイプを試運転する必要がある場合、これらの材料を使用すれば、最終製品の長所と短所、特性を評価することができます。そのため、市場で製品が失敗する可能性を大幅に減らすことができます。