3Dプリント。
3Dプリンターは、お爺さんのデイジーホイールプリンターでも、お母さんのドットマトリックスでもありません。 実際、2次元でしか印刷できない今日のドキュメントプリンタやフォトプリンタとは似ても似つかないものです。 3Dプリンターは、その名が示すように、さまざまな素材を使って立体物を造形することができます。 3Dプリンターは、Staples、Best Buy、Home Depotなどの小売店で販売されており、Amazon.comやその他のオンラインショップでも多数の3Dプリンターとその消耗品を購入することができます。
3Dプリントとは
最も基本的な3Dプリントは、材料を何層にも重ねて3次元の物体を形成する製造プロセスです。 材料を切ったり、穴を開けたり、削ったりする「減法」ではなく、ゼロから作り上げる「加法」と呼ばれています。
Is 3D Printing Even Printing?
確かに、3Dプリントはプリントと言えますが、従来の定義とは異なります。 ウェブスターの「プリンティング」の定義では、印刷物、出版物、または写真の作成と、インプレッション (圧力の印加) による作成が中心となっています。 どちらの定義も3Dプリンティングには当てはまりません。 しかし、技術的な観点から言えば、3Dプリンティングは、材料（通常はインク）の層を塗布する従来のプリンティングから発展したものです。 通常、その層は非常に薄く、高さは目立ちません（ただし、ソリッドインクのプリンターでは、多少厚くなります）。 3Dプリントでは、複数の層を重ねることで、その高さを大きく伸ばすことができます。
3Dプリンターの仕組み
従来のプリンターと同様に、3Dプリンターにもさまざまな技術が使われています。 最もよく知られているのはFused Deposition Modeling (FDM)で、Fused Filament Fabrication (FFF)とも呼ばれています。 FDMとは、ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）やPLA（ポリ乳酸）などの熱可塑性プラスチックを溶かしたフィラメントを、加熱された押し出しノズルから何層にも重ねて堆積させる技術です。 1990年代半ばにStratasys社がIBM社の協力を得て発売した最初の3DプリンターはFDM（Stratasys社の商標）を採用しており、一般消費者やホビーユーザー、学校向けの3DプリンターのほとんどはFDMを採用しています。
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3Dプリントに使われるもうひとつの技術に、ステレオリソグラフィーがあります。 この技術では、紫外線に感光するフォトポリマーの槽に紫外線レーザーを照射し、その表面に作成する物体をトレースします。 ビームが当たったところでポリマーが固まり、CADやCAMのファイルに書かれた指示に従って、ビームが対象物を1層ずつ「印刷」していきます。
そのバリエーションとして、デジタルライトプロジェクター（DLP）による3Dプリントがあります。
マルチジェット・モデリングは、インクジェット方式の3Dプリントシステムで、着色された接着剤のようなバインダーを、物体を形成するための粉体の層に次々と吹き付けていきます。
標準的なインクジェットを改造して、インク以外の材料で印刷することも可能です。 意欲的なDIYユーザーは、プリントヘッド（一般的には圧電ヘッド）をさまざまな材料で動作するように構築または改造しており、場合によってはプリントヘッド自体を他の3Dプリンターで印刷することもあります。
選択的レーザー焼結（SLS）は、高出力のレーザーを使用して、プラスチック、金属、セラミック、またはガラスの粒子を融合させます。
選択的レーザー焼結（SLS）は、高出力のレーザーを使用してプラスチック、金属、セラミック、ガラスなどの粒子を融合させます。 電子ビーム溶解（EBM）は、電子ビームを使って金属の粉末を何層にも分けて溶かしていく方法です。
3Dプリンターは、その技術によって、金属（ステンレス、はんだ、アルミニウム、チタンなど）、プラスチックやポリマー（プラスチックと金属や木などを組み合わせた複合材料を含む）、セラミック、石膏、ガラス、さらにはチーズやアイシング、チョコレートなどの食品まで、さまざまな材料を使用することができます。
誰が3Dプリンターを発明したのか
1980年代半ば、Charles W. Hull氏によって、ステレオリソグラフィー技術を利用した最初の3Dプリンターが誕生しました。
1986年にハルは3Dシステムズ社を設立しました。
3Dプリントのメリットとは
3Dプリントでは、デザイナーはコンセプトを素早く3Dモデルやプロトタイプにして（ラピッドプロトタイピング）、素早くデザインを変更することができます。 メーカーにとっては、大量生産ではなく、必要なときに必要な分だけ生産できるので、在庫管理や倉庫スペースの削減にもつながります。
実用面では、3Dプリントは、減法技術に比べて、原材料の無駄がほとんどないため、コストと材料の節約になります。
3Dプリンターで何が作れるの？
デザイナーは3Dプリンターを使って製品モデルやプロトタイプを素早く作成しますが、最近では最終製品の製造にも使われるようになってきました。 例えば、靴のデザイン、家具、ジュエリー用のワックスキャスト、工具、三脚、ギフトやノベルティグッズ、おもちゃなどです。 自動車産業や航空産業では、3Dプリンターを使って部品を作っています。 アーティストは彫刻を作成し、建築家はプロジェクトのモデルを製作します。 考古学者は、3Dプリンタを使って、近年ISISによって破壊された骨董品など、壊れやすい遺物のモデルを再構築しています。 同様に、古生物学者やその学生は、恐竜の骨格やその他の化石を複製することができます。
医師や医療技術者は、3Dプリントを使用して、補綴物、補聴器、人工歯、骨移植を作成したり、手術の準備のためにCTスキャンから臓器、腫瘍、その他の体内構造のモデルを複製したりすることができます。 例えば、スーダンで起きた暴力事件の被害者のために義手や義足を3Dプリントする「Project Daniel」がその好例です。 また、細胞を何層にも重ねて人工臓器（腎臓や血管など）を作ることができる3Dプリンターの開発は、すでにR&Dの段階に入っています。
プリンテッド エレクトロニクスとは、電子インクや光学インクを使用して、電子デバイスや回路をラベルや布、段ボールなどの柔軟な素材に印刷することができる一連の印刷方法です。 低性能なデバイスを非常に低コストで製作することができる。 プリンテッド・エレクトロニクスは、3Dプリントと組み合わせて、層状の回路やデバイスを印刷することができるようになりつつある。
3Dプリンターは、食品の調理にも利用されています。 フランス料理協会では、コーネル大学で開発されたオープンソースの3Dプリンタ「Fab@Home」を使って芸術的な料理を作っていますし、MITでは「Cornucopia」という3Dフードプリンタを開発しました。 また、MITでは「Cornucopia」と呼ばれる3Dフードプリンタを開発し、一部のレストランではフードプリンタのプロトタイプをテストしています。
一握りのフード3Dプリンタが商業的に利用可能になりました。
3Dプリントサービスとは
3Dプリンタを持っていなくても、3Dプリントサービスを利用することができます。 ShapewaysやSculpteoなどの多くの3Dプリントサービスは、ギフトやその他の小物を注文に応じて自社の3Dプリンターでプリントし、顧客に発送しています。
しかし、3Dプリントサービスは、もはや専門家だけのものではありません。
しかし、3Dプリントサービスは、もはや専門家だけのものではありません。UPSのような大企業が3Dプリントサービスを導入していますし、従来のプリントショップの中には、オンデマンド3Dプリントをレパートリーに加えているところもあります。
Where Can I Get a 3D Printer? Amazon.comのようなオンラインのみの企業や、実店舗を持つ企業など、多くの電子商取引業者が3Dプリンタを取り扱っています。 後者のうち、Walmart、Best Buy、Staplesなどは、オンラインだけでなく店舗でも販売していますが、すべての店舗で取り扱っているわけではないので、必ずウェブサイトで店舗の有無を確認してください。 主要都市にはいくつかの3Dプリンターショップがオープンしている。
3Dプリントに必要なソフトウェアは？
ほぼすべての3Dプリンタは、STL形式（Stereolithographyの略）と呼ばれるファイルに対応しています。 この形式のファイルは、AutoCADのような高価な商用パッケージから、Google SketchUpやBlenderのような無料またはオープンソースの製品まで、ほとんどのCADソフトウェアで作成できます。
ほとんどの3Dプリンタには、印刷に必要なものをすべて含むソフトウェアスイートが付属しており、ディスクで提供されるかダウンロードできます。 このスイートには通常、プリンターを制御するプログラムとスライサーが含まれています。スライサーは、プリントの準備として、選択した解像度などに基づいてオブジェクトファイルをレイヤーにフォーマットします。 また、スムーズな印刷の妨げになるような問題を修正して、オブジェクトファイルを「ヒール」するプログラムが含まれているものもあります。 これらのプログラムは、趣味の3Dプリントが発展したRepRapのオープンソース・ムーブメントから生まれたものです。
3Dプリントの未来は？
家庭や中小企業向けのさまざまな3Dプリンタが登場しており、PCMagでもかなりの数をレビューしていますが、まだまだエキゾチックで高価な代物と思われがちです。 しかし、今後数年のうちに、3Dプリンタが家の中でより一般的になり、作業台やスタジオ、ホームオフィス、さらにはキッチンにも設置されるようになるでしょう。 すべての家庭にあるわけではありませんが、ある人にとっては欠かせない存在になるでしょう。 これまでの3Dプリンターで作られたものは、内装が均質なものが多かったのですが、今後は複数の素材や複合材を組み合わせた複雑なものや、プリント可能な電子機器なども登場してくるでしょう。 現在の3Dプリンターでは、テレビのリモコンの電池カバーをなくしても、代わりのカバーを印刷することができるかもしれません。
また、宇宙でも3Dプリントの可能性が広がっています。 NASAは、国際宇宙ステーションに3Dプリンターを搭載して実験を行っています。 将来的には、3Dプリンターを使って火星やその他の世界に居住地を作ることができるかもしれません。 アポロ13号の宇宙飛行士が一酸化炭素による窒息死から救うために、NASAは事実上、丸い穴に四角い釘を合わせる方法を見つけなければなりませんでした。
宇宙飛行士は、バルブやウィジェットを交換する必要があってもホームデポに立ち寄ることはできませんが、3Dプリンタなら必要に応じて製造することができます。 同様に、南極基地やその他の地球上の遠隔地にも3Dプリンタが設置されるでしょう。必要な部品やツールを交換するために、次の補給まで半年も待つことはできません。
医療分野への応用は、補綴物や補聴器、歯冠だけではありません（上記の「3Dプリンターで何が作れるの？
ここ数年、3Dプリンターの種類と用途が爆発的に増えています。 これは、1980年頃のパーソナルコンピューティングに似ています。 1980年当時、パーソナルコンピュータがどのようなものになるのか誰も想像できなかったように、3Dプリントの分野がどのような分野に発展していくのか、容易に想像できるものもあれば、予想できないものもあるのではないでしょうか。 3Dプリンティングは、一般消費者の日常生活レベルではPCほどのインパクトはないかもしれませんが、製造業に革命をもたらし、さらに重要なことには、一般消費者の手に届くようになる可能性があります。
最初に見るべき3Dプリンタは？
個々のプリンタの詳細や購入方法については、ベスト3Dプリンタ10機種のガイドや、アーリーアダプターからの情報をご覧ください。