光造形3Dプリンターの魅力とは？選び方や運用に必要な環境をわかりやすく紹介！　済

高精細な造形が可能な光造形3Dプリンターを導入したいと考えているものの、初期コストや安全面への懸念から導入を迷っていませんか？
光造形3Dプリンターの導入には多くのメリットがある一方で、いくつかの注意点も存在します。
光造形3Dプリンターは、光を照射してレジンを硬化させることで、非常に緻密な造形を実現できる装置です。

この記事では、光造形3Dプリンターの導入前後に役立つ情報を分かりやすくまとめています。
適切な機種を選定すれば、用途に合った造形が可能となり、ものづくりの可能性は大きく広がります。

光造形3Dプリンターとはレジンに紫外線を照射して固める3Dプリンター

光造形3Dプリンターとは、紫外線を照射してレジンを硬化させるタイプの3Dプリンターです。

光造形3Dプリンターは、光硬化性の液体材料（レジン）に光を照射し、硬化させる装置です。薄い層を1枚ずつ積み重ねることで、複雑な立体物を作製できる点が特徴です。ここでは、光造形3Dプリンターの原理や種類、主な使用用途について解説します。

» KISTEC 地方独立行政法人 神奈川県立産業技術総合研究所「３Dプリンター(樹脂材料)による技術開発、製品開発、研究開発のための造形(試作)支援」(外部サイト)

光の力を利用する光造形3Dプリンターの原理

光造形3Dプリンターは、光の力を利用して液体状の材料から立体物を作り上げます。紫外線で硬化する光硬化性樹脂（レジン）を用い、1層ずつ硬化させて積み重ねる仕組みです。1層が完成すると、プリントを行う台（プラットフォーム）がわずかに移動し、次の新しい層の造形が始まります。

立体物の造形は、スライスデータ（3Dモデルを層ごとに分割したデータ）に基づいて行われます。光を当てて硬化させる工程を繰り返すことで、設計どおりの立体物を造形するというのが、光造形3Dプリンターの基本原理です。

光造形3Dプリンターの代表的な3つの種類

光造形3Dプリンターで主に使われているのは、光の当て方が異なる以下の3つの方式です。

• SLA方式：細いレーザー光を鏡で動かしながら、液体の材料を点でなぞるように一層ずつ硬化させる

• DLP方式：プロジェクターから一度に面で光を当て、液体の材料を一層まるごと硬化させる

• LCD/MSLA方式：スマートフォンの画面のような液晶（LCD）パネルを通して、必要な部分だけにUV光を照射し、液体の材料を一層ずつ硬化させる

各方式の違いを理解することで、作りたいものや目的に応じた最適な機種を選ぶことができます。

光造形3Dプリンターの使用用途

光造形3Dプリンターは、小さくて複雑な形状や、見た目の美しさが求められるものを製作する際に最適です。主な活用例は、以下のとおりです。

• フィギュア、ミニチュア、キャラクターグッズ

• プラモデル自作パーツ、改造部品

• アクセサリー・ジュエリー原型、試作品

• 工業用部品
  

• 建築模型、都市模型、スタディモデル

• 教材、実験器具、研究用パーツなど教育・研究用途

光造形3Dプリンターは、個人の趣味から専門的な業務まで、さまざまな「ものづくり」の場面で活躍しています。

» 地方独立行政法人 東京都立産業技術研究センター「3Dプリンターでバイオリンをつくる」(外部サイト)

 

光造形3Dプリンターの3つのメリット

光造形3Dプリンターを活用するメリットとして、以下の3点が挙げられます。

• 高精度で滑らかな仕上がり

• 透明度の高い造形

• 細かいデザインの再現力

1層の厚みは0.1mm。高精度で滑らかな仕上がり

光造形3Dプリンターは、光を使って1層ずつ丁寧に硬化させていくため、細かな部分まで精密な造形が可能です。1層の厚みは0.1mm程度と非常に薄く、層を積み重ねた際の造形痕もほとんど目立ちません。髪の毛ほど細い線や、複雑な形状も設計通りに再現できます。

造形後の表面処理もほとんど必要ありません。設計通りのサイズで造形できるため、正確な部品製作にも役立ちます。

透明度の高い造形

光造形3Dプリンターは特別な透明な液体樹脂を使って形を作るため、透明な造形物の製作が可能です。研磨やクリアコーティングなどの後処理によって、光造形3Dプリンターは透明な仕上がりを実現できます。光造形3Dプリンターは、以下のものを作る際に向いています。

• 内部構造模型
• 透明照明カバー
• デザインクリアパーツ
• 美術品・アクセサリー

光造形3Dプリンターで作ったものは、丁寧に磨いたり表面をコーティングしたりするとさらに透明感が増します。
» 栃木県産業技術センター「樹脂3Dプリンタ造形物の表面仕上げ技術の開発」(外部サイト)

微細なディテールも忠実に造形可能

光造形3Dプリンターは、細かいデザインや複雑な形状も忠実に再現できます。SLA方式では、レーザーの細い光点を用いて、材料を細部まで精密に硬化させます。DLP方式では、プロジェクターで層全体を一度に照射して硬化させるため、高精度な造形が可能です。

» 名古屋市工業研究所「SLA型3Dプリンター」(外部サイト)

また、複雑な形状に加え、薄い壁や細い柱といった壊れやすい繊細な構造も、光造形3Dプリンターなら正確に形にすることができます。

光造形3Dプリンターの3つのデメリット

光造形3Dプリンターは高精度な造形が可能な一方で、使用や保管時に注意すべき点もあります。

• 太陽光によるレジンの劣化

• サポート材の除去が必要

• 造形後の洗浄と二次硬化が必要

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太陽光によるレジンの劣化

光造形3Dプリンターで作成した造形物は、太陽光に長時間さらされると劣化が進む可能性があります。太陽光に含まれる紫外線がレジンに影響を与え、不要な硬化反応を引き起こすことで、色や強度に悪影響を与えることがあるためです。

太陽光により、造形物が黄色く変色（黄変）したり、強度が低下して脆くなるおそれがあるため注意が必要です。保管の際は、光を遮る容器に入れ、直射日光の当たらない暗所で保管しましょう。また、UVカット効果のあるコーティング剤を塗布することも、劣化防止の有効な対策です。

形崩れを防ぐサポート材の除去が必要

光造形3Dプリンターで造形した物体には、形状を支えるためのサポート材が付属します。特に複雑な形状や一部が浮いたデザインでは、サポート材が不可欠です。

サポート材を取り除く際は、手で慎重に取るか、ニッパーやヘラなどの工具を使いましょう。造形物を傷つけたり破損させたりしないよう、注意深く作業を行ってください。サポート材の跡が残る場合は、紙やすりなどで軽く磨くことで、きれいな仕上がりになります。

造形後には洗浄と二次硬化が必要

造形直後のモデルには、未硬化レジンが表面に残っています。洗浄を怠ると、表面がベタついたり、形状が不安定になることがあります。レジンの種類に適した洗浄液を使用し、表面を丁寧に洗い流しましょう。

洗浄が終わった後は、UVライトを再照射することで強度が向上し、より耐久性のある仕上がりになります。

失敗しない光造形3Dプリンターの選び方

光造形3Dプリンターを選ぶ際は、以下のポイントを確認しましょう。

• 造形物のサイズから逆算する

• 使用するレジンの種類を確認する

• アフターサポートの有無を確認する

造形物のサイズから逆算する

光造形3Dプリンターは、作りたいものの大きさに合わせて選ぶ必要があります。作りたいもののサイズ（縦・横・高さ）を測り、それがプリンターの「造形エリア」に収まるかを確認しましょう。大型の造形を行う場合は、部品を分割して出力・組み立てる方法もあります。

大きな造形が可能なプリンターは本体も大型になるため、設置スペースが必要です。また、光造形3Dプリンターは本体サイズが大きくなるほど価格も高くなる傾向があります。

使用できるレジンの種類を確認する

自分が作りたいものに適したレジンを使用できるかどうかも、機種選びの重要なポイントです。代表的なレジンの種類は以下のとおりです。

• スタンダードレジン：汎用性が高く、扱いやすい

• タフレジン（ABSライク）：衝撃や摩耗に強い

• フレキシブルレジン（ゴムライク）：柔軟性があり、曲げに強い

• キャスタブルレジン：鋳造用の原型作りに適している

• 水洗いレジン：アルコールを使わず、水で洗浄可能

• 高透明レジン：透明感のある造形が可能

• 高精細レジン：細部までくっきりと再現可能

それぞれ特性や適した用途が異なるため、目的に合ったレジンが使用可能かをあらかじめ確認しておきましょう。

購入後のアフターサポートの有無を確認する

光造形3Dプリンターを選ぶときは、トラブル時の対応や操作に関する疑問を相談できるよう、購入後のサポート体制が整っているかどうかを確認しましょう。

アフターサポートの内容については、以下の点をチェックしましょう。

• 保証期間・保証範囲

• 問い合わせ方法・対応時間

• 日本語サポートの有無

• 技術サポート体制

• 説明書・FAQ・ユーザーコミュニティの有無

保証でカバーされる範囲には、初期不良だけでなく使用中の不具合も含まれるかを確認しましょう。
また、海外メーカーの製品を選ぶ場合は、日本語でのサポートが受けられるかどうかも重要なポイントです。

» 消費者庁「海外の製品を並行輸入品や個人輸入品として購入するときの注意点」(外部サイト)

光造形3Dプリンターを使用して困ったときに、技術的なサポートや情報提供を受けられる体制が整っているかどうかも確認しましょう。
わかりやすい説明書やFAQが用意されているかも重要なポイントです。さらに、利用者同士が情報交換できるコミュニティがあるかどうかも、チェックしておくと安心です。

光造形3Dプリンターの運用に必要な環境

光造形3Dプリンターを効果的に活用するために、以下の環境整備が重要です。

• 室温（20〜25℃）と湿度（40〜50％）の管理

• 十分な換気設備と保護メガネなどの安全対策

• パソコンや周辺機器、インターネット環境の整備

室温と湿度の管理

光造形3Dプリンターを快適に使用するには、室温を20〜25℃に保ちましょう。室温が低すぎるとレジンが硬化して流動性が下がり、形が崩れたり仕上がりが粗くなったりする原因になります。

湿度は40〜50％の範囲が最適です。湿度が高すぎたり低すぎたりする環境での使用は避けましょう。湿度が高い環境では、レジンが空気中の水分を吸収し、造形物の品質や強度の低下につながります。

快適な作業環境を維持するために、エアコン活用して室温と湿度を調整しましょう。

» 県産業科学技術センター「光硬化樹脂の特性に関する研究」(外部サイト)

十分な換気設備と保護メガネなどの安全対策

光造形3Dプリンターを安全に使用するには、特に換気と個人防護具の使用が重要です。作業部屋では常に新鮮な空気を取り込めるよう、窓の開放や換気扇の使用を心がけましょう。有機溶剤を使用する場合は、局所排気装置の設置や防毒マスクの着用が推奨されます。

また、目を保護するために、使用時は保護メガネを着用しましょう。レーザーや強い光を使用するタイプのプリンターでは、適切な光学密度を持つ専用の保護メガネが必要です。材料が直接肌に触れないよう、薬品に強い手袋を着用し、長袖の作業着で肌の露出を避けましょう。

ソフトウェア・パソコン・通信環境の整備

光造形3Dプリンターを快適に使うためには、以下の設備が必要です。

• 安定したインターネット回線

• スライサーソフト

• パソコン

• 3DCAD／3Dモデリングソフトウェア

• クラウドストレージサービス

プログラムの更新や3Dモデルデータのダウンロードには、インターネット回線の利用が一般的です。スライサーソフトは、3Dデータをプリンターが理解できる形式に変換するために必要です。そのソフトを快適に動かすためのパソコンも用意しましょう。

また、オリジナルの3Dモデルの設計や編集には3DCADソフトや3Dモデリングソフトが便利です。作成したデータを保存・共有するには、クラウドストレージの利用もおすすめです。

光造形3Dプリンターに関するよくある質問

光造形3Dプリンターに関してよくある疑問にお答えします。

• 光造形3Dプリンターのプリント時間はどのくらいかかる？

• 光造形3Dプリンターのメンテナンスはどうすれば良い？

• SLA方式とDLP方式の違いは？

光造形3Dプリンターのプリント時間はどのくらいかかる？

造形にかかる時間は、形状やサイズ、精度によって大きく異なります。
5cm程度の小型パーツなら2〜4時間程度で造形可能ですが、複雑な形状や大型モデルでは10時間以上かかることもあります。

光造形方式は、レジンを層ごとに硬化させて積み重ねていくのが特徴です。層の高さ（積層ピッチ）が細かくなるほど、造形時間は長くなります。

主流のDLPやLCD方式では、1層を面で一度に硬化させるため、高さが同じであれば、造形の面積が広くても、あるいは複数のパーツを同時に出力しても、造形時間に大きな影響はありません。

光造形3Dプリンターのメンテナンスはどうすれば良い？

光造形3Dプリンターを長期間、安定して使用するためには、以下のメンテナンスを定期的に行いましょう。

• レジン容器の清掃

• FEPフィルムの傷や汚れの確認、および必要に応じた交換

• 造形プラットフォームの清掃

• Z軸位置の確認・調整

• リニアレールやスクリュー軸の清掃と注油

• 光学部品（画面・レンズなど）の点検と清掃

• 本体全体の拭き掃除

• 消耗品（フィルム・パーツなど）の交換

• フィルターの清掃・交換

こまめなメンテナンスを行うことで、光造形3Dプリンターの性能を維持し、安心して長く使い続けることができます。

光造形3DプリンターのSLA方式とDLP方式の違いは？

光造形3DプリンターにおけるSLA方式とDLP方式は、光の種類や照射方法が異なる造形方式です。SLA方式では細いレーザー光線を使用するのに対し、DLP方式ではプロジェクターの光を利用します。

SLA方式は、レーザー光で材料を点や線状に少しずつ硬化させるため、細部の表現に優れている点が特長です。DLP方式は、プロジェクターで1層全体を一度に光で照射して硬化させるため、1層あたりの造形時間が短く、大きな造形物や複数のモデルを同時に造形する場合に、製作時間の短縮が可能です。

SLA方式とDLP方式では、仕上がりの精細さや表面の滑らかさにも違いがあります。SLA方式はレーザーによる精密な描写により、細かいデザインも滑らかで美しく仕上がるのが魅力です。一方、DLP方式では造形物を拡大すると、プロジェクターのピクセルの四角い形状が表面に出ることがあります。

光造形3Dプリンターで繊細なデザインの造形に挑戦しよう

光造形3Dプリンターは、手軽に高精細な造形物を製作できるツールです。導入することで、趣味のものづくりから専門的な試作品の製作まで、幅広いニーズに対応できます。

最大の魅力は、きめ細かなディテールや滑らかな表面の造形を実現できる点です。さらに、透明なパーツの製作も得意としています。ただし、造形物は太陽光に弱いため、直射日光を避けた保管が必要です。また、サポート材の除去や洗浄、二次硬化といった後処理も欠かせません。

光造形3Dプリンターを選ぶ際は、作りたい物の大きさや使用できるレジンの種類、購入後のサポート体制などを比較検討しましょう。適切な室温管理と換気、専用ソフトウェア環境も整えることで、長期間にわたって快適に使い続けられます。

自分に合った1台を見つけて、創造的な活動を楽しんでください。