3D プリントがワイドフォーマットプリンターにとって重要なのはなぜですか?

特にワイドフォーマットプリンタが室内装飾や衣類などの産業用途に移行しているという証拠はたくさんあります。そして、3D プリンティングは、別の産業用印刷アプリケーションとして考えると完全に理にかなっています。

近年、印刷見本市を訪れたことがある人なら誰でも、通常は小さなプラスチックのフィギュアを製造するデスクトップ 3D プリンターを見たことがあるでしょう。これが印刷業界にどのように関係するのか疑問に思ったかもしれません。実際のところ、3D 印刷とグラフィックス印刷の間にはほとんど接点はありませんが、印刷会社がグラフィックス アプリケーションに限定される理由はありません。実際、特にワイドフォーマットプリンタが室内装飾や衣類などの産業用途に移行しているという証拠はたくさんあります。そして、3D プリンティングは、別の産業用印刷アプリケーションとして考えると完全に理にかなっています。

すべての 3D プリントの背後にある基本的な考え方は、CAD ファイル内でオブジェクトを設計してレイヤーにスライスできるため、3D プリンターが前のレイヤーの上に連続する各レイヤーを物理的に配置してオブジェクトを作成できるということです。およそ 12 種類の異なるアプローチがあり、それぞれがコスト、品質、生産性の独自のブレンドを提供し、さまざまなプラスチックや金属合金、さらには電子回路などの独自の範囲の材料に適しています。

昔の技術

最も初期のテクノロジーは 30 年以上前に遡り、当初は「ラピッド プロトタイピング」と呼ばれていました。これは、多くの場合プロトタイプを迅速に生成する必要がある、最初のターゲット市場である製品設計をうまく要約したものです。 10年ほど前、多くのベンダーがこの技術を消費者市場に押し込もうとし、一般大衆にアピールしやすい方法として「3Dプリンティング」というあだ名を思いついた。限定的なブームはありましたが、バブルが崩壊すると、それらのベンダーの多くが倒産しました。しかし、この技術は進化を続け、現在では工業用途に適するまでに進化し、この方法で製造されるコンポーネントの数の増加を反映して、「積層造形」という最新の用語につながりました。 3D プリンティングという名前は定着しており、多くの添加剤メーカーは、グラフィックスという意味では実際のプリンティングが行われていない場合でも、依然として自社のマシンを「プリンター」と呼んでいます。

そうは言っても、グラフィックスの世界にいる人なら誰でも認識できる、インクジェット プリント技術を利用した 3D プリント プロセスがいくつかあります。これらの中で最も一般的なのはバインダー ジェッティングです。プリンターが粉末状の材料を配置し、必要な形状に応じて接着剤のようなバインダー液を噴射し、粉末を接着してオブジェクトの層を形成します。次に、未使用の粉末が払い落とされ、ベッドが下に落ち、このプロセスが繰り返されます。印刷が完了したら、熱を加えて残りのバインダーを焼き取り、材料を確実に融合させて固体の物体を形成します。
HPはその上にあります。


キャプション: 新しい HP Jet Fusion 5200 3D プリンティング システム (プリンターおよび処理ステーション)。

この良い例は、HP の JetFusion シリーズの 3D プリンタで、最も入手しやすいのは 300 シリーズで、190 x 254 x 248 mm のビルド チャンバーを備え、エンジニアリング グレードの機能部品を製造できます。モノクロまたはカラーのデバイスを選択でき、高度に自動化された統合されたマテリアル配信システムを備えているため、プリンターをしばらくの間無人で稼働させることができます。

これのバリエーションとして、Xaar 3D と Voxeljet の両方で使用され、ポリマーベースの材料を扱う高速焼結 (HSS) があります。バインダーの噴射と同様に、これにはまず材料粉末をベッド上に配置し、次に流体を噴射して構築する形状を定義します。しかしこの場合、流体は赤外線熱を吸収するため、粉体層に熱が加えられると、所望の形状を形成するのに必要な粉体のみが溶解します。

ジェット・アヘッド

さらに別のアプローチは、材料の噴射です。これには、造形材料の要素を多く含む流体を噴射することが含まれます。これは、液体をタンクからプリントヘッドの液体チャンバーに送る供給システムは言うまでもなく、プリントヘッドが詰まる可能性が非常に高いため、非常に困難です。この好例は、XJet によって開発された Carmel 1400 3D プリンタで、金属印刷バージョンとセラミック印刷バージョンの両方が利用可能です。


キャプション: Ultimaker S3 は、プラスチック オブジェクトを作成できる手頃な価格のデスクトップ 3D プリンターです。

これらに加えて、比較的安価に購入でき、小さなオブジェクトを作成できるデスクトップ モデルも多数あります。良い例は、溶融フィラメント製造法を使用する Ultimaker S3 です。これは本質的に、プラスチック フィラメントを押し出して部品を構築することを意味します。ビルドエリアは230 x 190 x 200mmです。

さらにもう 1 つの代替案は、米国の企業である MarkForged です。この会社は、かなり標準的な溶融堆積モデリング手法を使用して 3D プリンタを製造していますが、炭素繊維を織り込んだナイロンなど、さまざまな複合材料もプリンタ用に開発しています。強度、軽量性、比較的低コストのバランスに優れています。

大規模に進む

また、多くのワイドフォーマット印刷会社がすでに Massivit 1800 3D プリンタを使用して、主に広告や展示会用の大型ディスプレイ オブジェクトや、映画やテレビの小道具を製造していることも注目に値します。このデバイスの造形面積は 145cm x 111cm x 180cm で、等身大の人物モデルを作成するのに十分な大きさで、UV 光で硬化する独自のゲル素材を使用しています。


キャプション: Massivit 1800 Pro は、可変解像度の押出機を備えた大型ディスプレイ用の 3D プリンターです。

3D プリンターの使用にはある程度のスキルが必要ですが、グラフィックス印刷の経験がある人にとっては問題ありません。ファイルの準備、最適化、検証にはいくつかの作業があり、印刷プロセスを監視する必要があり、その後仕上げが必要です。これらすべてがグラフィックスの世界にも当てはまります。ほとんどの人にとっての最大の問題は、3 次元で考える必要があることですが、パッケージングや POS アイテムのワイドフォーマット印刷に携わる多くの人々は、すでに CAD ファイルのオブジェクトを扱っています。

過去 20 年ほどにわたって、デジタル印刷が商業印刷市場の中で徐々に大きな部分を占めるようになっていく様子を私たちは皆見てきました。コスト削減とサプライチェーンの物流改善という同じ理由から、3D プリンティングも同様のパターンに従うことは避けられません。すでにプロトタイピングで広く使用されており、ツールや金型の作成でも一般的になりつつあります。現在、少数ではありますが、この技術を使用して最終用途の部品を製造するメーカーが増えており、格子構造を使用して軽量部品を作成したり、形状を最適化して複数の部品を単一の品目に低コストで組み合わせたりする機能を利用しています。これは航空機部品などの短期の高価値用途ですでに行われており、玩具からプリンターのスペアパーツに至るまであらゆる製造形態に徐々に拡大されています。そして、その一部を望まない人はいないでしょうか？

出典情報: ワイルド フォーマット ガイドは、床からランプシェード、そしてその間のあらゆるものに至るまで、ワイドフォーマットのデジタル印刷装置で作成できる奇抜さについての認識と理解を広げることを目的としています。これらのガイドは、Digital Dots と協力するメーカーのグループによって作成されました。この記事はHPおよびDigital Dotsによってサポートされています。