技術者が語る 3Dプリンターのいろは

スペック表を見るポイント① ~分解能(積層ピッチ)と精度の話~

本記事の内容が当てはまる造形方式

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3Dプリンターを導入しようと考えている際、必ず気になるのがその造形物の精度です。
3Dプリンターには様々な機種がありますが、スペック表をどの様にみればその精度が分かるのでしょうか。
ここではスペック表の見方を解説します。

スペック表の気になるポイント

加工装置として3Dプリンターを見た場合、どれくらい精密な造形ができるのか?というのは気になるところです。そこでプリンターのスペック表を見てみると、「精度」と「分解能」という2種類の言葉が出ています。(後述しますが、精度については記載されていないケースも多いです。)Z方向の分解能については「積層ピッチ」という書き方が一般的ですので、そちらの方が見覚えがあるかもしれません。今回は加工装置のスペック表を見慣れていない方を想定し、読み解くためのポイントを解説します。ちょっとだけ小難しい話になりますが、他の解説記事を読むための参考にもなりますのでお付き合い下さい。

画像:スペック表の気になるポイント

分解能≠精度

精度と分解能は、どちらも装置の「細かさ・精密さ」を表しているイメージですが、この2つは異なるものです。各々が指すものの違いを理解するには、アナログ時計をイメージすると分りやすいです。時計表示の「分解能」は、一般的な三針式のものであればどれでも「1秒」です。一方で時計の「精度」は、手巻き時計の「1日で±10秒」から電波時計の「10万年で±1秒」まで様々です。

画像:分解能≠精度

分解能はその装置の「一番小さいひと刻み」を表しており、それは装置のしくみによって決まった値となります。一方で、精度はその装置が「はたらくときの正確さ・精密さ」であり、その装置が動いた結果を評価したものです。そのため、分解能は同じ機械であれば買ったときから決まった値ですが、精度はその装置が動く環境やメンテナンスの度合い、また1回1回の動作のばらつきによって、本来刻々と変化するものです。メーカーのカタログに記載されている精度は、あくまで出荷状態の装置をとある検査指標に従って計測したものと理解すべきです。

3Dプリンターの分解能・精度

3Dプリンターの分解能は、一般にz方向とXY方向とで違った値になります。Z方向の分解能である積層ピッチは造形方式によって大きく異なり、その値は必ずカタログに記載されています。XY方向の分解能は記載がないケースが多いですが、一部のマテリアルジェッティング方式のプリンターはDPI(Dot Per Inch)単位で表記があり、40~80μm程度のものが多いようです。
一方で、例えばFDM方式の積層ピッチは0.1~0.3mm程度ですが、実はこの値は産業用クラスのFDM装置でも安価なデスクトップFDM装置でもほとんど変わりません。ところが、造形の精度は樹脂の収縮や熱によるソリが大きく影響するため、装置の価格帯や造形条件によってかなり異なります。分解能が同じだからといって、精度も同じとは限らないのです。
3Dプリンターの精度は従来の加工装置にまだまだ追い付いていない面が多く、一部の産業クラスの機械を除いて精度の記載自体が無い場合が多いです。3Dプリンターの精度をできるだけ引き出し、メリットを存分に活かすための工夫については、今後の記事で触れていきたいと思います。

(飯塚 厚史)

3Dプリンターに関するよくある質問

3Dプリンターの情報を集め始めると、様々な疑問が浮かんでくる方も多いかもしれません。
ここでは、3Dプリンターに関するよくある質問をご紹介したいと思います。

3Dプリンターの価格はどれくらいですか。

弊社アンケート結果によると、100万円~500万円の価格帯の商品を導入している企業が多いようです。
3Dプリンターは10万円以下のものから5,000万円以上のものなどその価格帯は非常に幅広いです。
3Dプリンター導入企業412社にアンケートを取った結果としては100万円~500万円の3Dプリンターを導入している企業が約半数を占めていました。
※調査資料は以下より無料でダウンロードいただけます。

どのメーカーが一番人気ですか。

世界シェアNo.1はストラタシスですが、国内においてはメーカーの偏りが見られません。
3Dプリンターといえば、ストラタシス、3Dシステムズが二強と言われていますが、3Dプリンター導入企業412社にアンケートを取った結果、国内においては1メーカーに偏っている、といった結果にはなりませんでした。
自社でどの様な用途で活用するのか、といった点を明確化し、それに合った3Dプリンターを導入することが重要と言えそうです。
※調査資料は以下より無料でダウンロードいただけます。

3Dプリンターの精度の限界はどれくらいですか。

出力方式によって異なります。
3Dプリンターは素材・材料と出力方式の組合せによって、様々な強度や精度を出力することができます。

試作品として用いられることが多い3Dプリンターの造形物ですが、最終製品に求められる品質を実現することも可能で、医療機器や自動車などの部品として造形物が使われていることもあります。
リコーでは、3Dプリンターの技術者がご相談を承る展示ブースをご用意しています。
豊富な造形物や、実際に3Dプリンターが動いている様子もご覧いただけますので、是非お越しください。

3Dプリンターを比較する時のポイントなどはありますか。

活用用途を明確にすることがポイントです。
3Dプリンターはその活用用途により、重視すべきポイントが全く異なります。
そのため、一概にこの商品が良い、とは言い切れません。
リコーでは、3Dプリンターの技術者がご相談を承る展示ブースをご用意しています。
豊富な造形物や、実際に3Dプリンターが動いている様子もご覧いただけますので、是非お越しください。

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