【選び方ガイドブック】金属3Dプリンタ導入検討時の6つのポイント

当資料では"ターゲット部品の形状と大きさ"をはじめとした、3Dプリンタ導入検討時の6つのポイントをご紹介します。

【このような方におススメです】
◆金属3Dプリンタの導入はコストが高額で検討を躊躇している
◆導入してみたいが、活用ができるのか不安である

【掲載内容（一部）】
（1）ターゲット部品の形状と大きさ
（2）材料について
（3）造形受託サービスの活用
（4）周辺設備について

造形受託サービスも承っていますので、お客様の課題や要望に寄り添いながら金属3Dプリンタの活用実現をサポートします。

※「金属3Dプリンタ導入検討時の6つのポイント」を無料プレゼント中！
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電磁波の研究を行う国立研究機関准教授から「微細な電磁波を正確かつ
均等に飛ばすための導波管が必要」と相談があった事例をご紹介いたします。

高性能な導波管を実現するために適切な形状をヒアリングし、3D造形に
適した形状を提案。内部流路の表面処理において3つの方法を実施。

結果、要望通りの形状を実現し、表面処理の異なる3種類の導波管で研究を
推進。研究結果を受けて新たな試作品をご要望となりました。

【事例概要(一部)】
■課題
・微細な電磁波を正確かつ均等に飛ばすための導波管(電磁波を通す
　金属パイプ)が必要
■要望
・複雑な構造を実現したい
・3Dデータ設計も依頼したい
・高性能な導波管を製作したい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
　詳しくは、お気軽にお問い合わせください。 （詳細を見る）

超軽量材料の宇宙・空への応用を目指す企業からの相談事例を
ご紹介いたします。

用途拡大のために自由な形に成形する技術が必要で、「金型を短納期、
低コストで作りたい」「特殊な形状の金型について相談したい」などの
要望がありました。

熱伝導性を考慮した材質や強度に適した薄さを提案するなどして、イメージ
通りの形状、コスト、納期で試作金型が完成することができました。

【事例概要(一部)】
■課題
・用途拡大のために自由な形に成形する技術が必要
■要望
・金型を短納期、低コストで作りたい
・特殊な形状の金型について相談したい
・様々な形状の超軽量構造材を作りたい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
　詳しくは、お気軽にお問い合わせください。 （詳細を見る）

CG製作会社のクリエイターからの相談事例をご紹介いたします。

課題は、テレビ番組で使用する高精細CG映像を連動させて動かすための
国宝茶碗レプリカを製作したいといったもの。

同じ重さにするため外観に影響しない軽量化の形状や、色味と触り心地を
再現するために様々な処理方法を提案し、イメージを超えたレプリカを
完成することができました。

【事例概要(一部)】
■課題
・国宝茶碗レプリカを製作したい
■要望
・樹脂製レプリカでは重厚感が実現できず、金属で製作したい
・リアリティを出すため実物と同じ重さにしたい
・実物と同様の模様を表現したい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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建築材料学を専門とする私立理系大学研究室からの相談事例について
ご紹介いたします。

課題は、建築物の耐久性向上のため、コンクリートに埋め込む革新的な
形状の鉄筋が必要とのこと。

試験片を使用した事前検証や、材料による複数の造形方法を提案した結果、
前例のない研究において、有益な結果を得ることができ、論文発表に向けて
執筆中です。

【事例概要(一部)】
■課題
・コンクリートに埋め込む革新的な形状の鉄筋が必要
■ご要望
・保有する樹脂3Dプリンタの造形品での予備実験が完了し、
　本実験のための3種類の鉄筋を製作したい
・仕上げのための二次処理も含むノウハウを知りたい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
　詳しくは、お気軽にお問い合わせください。 （詳細を見る）

大阪工業大学システムデザイン研究室からの相談事例をご紹介いたします。

課題は、既存のカーボン製プロペラとの耐熱性比較実験を行うため、
同形状のアルミ製のドローンプロペラが必要とのこと。

3Dスキャナを利用し、既製品をスキャン、データを取得し、3Dプリンタで
造形可能なデータに加工・修正した結果、高温環境下における耐熱飛行実験を
実施することができました。

【事例概要(一部)】
■課題
・既存のカーボン製プロペラとの耐熱性比較実験を行うため、同形状の
　アルミ製のドローンプロペラが必要
■要望
・実験前の試運転に間に合わせたい
・既製品の寸法情報や図面が手に入らないため、現物から製作したい
・最終の3Dデータを実験後の解析に使用したい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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人工透析専門医療機関様より、特殊注射針試作についてご相談いただいた
事例をご紹介いたします。

課題は、通常よりも太い針を使用する透析治療患者の負担を減らすため、
毎回同じ針穴から血管に入れるための好適な形状の注射針を試作したい
といったもの。

造形、加工処理、検証、フィードバックを繰り返し行い、実用化に向けた
課題を明らかにすることができました。

【事例概要(一部)】
■課題
・殆ど痛みがないボタンホール穿刺法においてさらに無痛にできる注射針を
　試作したい
■要望
・特殊な形状の注射針を形にしたい
・表面を可能な限り滑らかにしたい
・先端の細い部分においても耐久性を維持したい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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座間市地域づくり部から、市のキャラクタートロフィーを製作したい
といったご相談をいただいた事例をご紹介いたします。

「金属で製作したい」「金色に加飾したい」などの要望に対して、軽量化、
納期短縮、コスト削減のため、内部を空洞化に。

結果、キャラクターのイメージを再現しつつ高級感や質感のあるトロフィーが
完成し、イベントも成功を収めました。

【事例概要(一部)】
■課題
・座間市出身スポーツ選手との交流イベントの記念品として
　市のキャラクタートロフィーを製作したい
■要望
・1か月後のイベントに間に合わせたい
・重厚感を出すため、金属で製作したい
・高級感を表現するため、金色に加飾したい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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高機能ゴム部品メーカーの生産技術担当者様からの相談事例を
ご紹介いたします。

課題は、新規依頼時の試作期間を短縮し、受注率を向上させたいという
もので、「耐久性を維持し、コストを削減したい」などの要望も。

コスト削減のため、形状と材料の変更を提案するなどしたところ、
想像以上の仕上がりで、テスト結果も良好でした。

【事例概要(一部)】
■課題
・新規依頼時の試作期間を短縮し、受注率を向上させたい
■要望
・多種多様な成形型を短納期で製作したい
・耐久性を維持し、コストを削減したい
・外部委託の成形型製作を自社管理に切り替えたい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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包装機械及びシステムの企画開発・販売担当者様からの相談事例を
ご紹介いたします。

販売先の海外生産工場で稼働中の設備に不具合が発生し、交換部品が
必要になり、現地で即交換可能な状態での納品を希望されました。

2通りのサンプルを同時製作したり、二次加工は効率を考慮し、加工工程を
最適化するなどした結果、最短納期で納品、無事再稼働できました。

【事例概要(一部)】
■課題
・稼働中の設備に不具合が発生し、交換部品が必要
■要望
・現地で即交換可能な状態での納品を希望
・二次加工までトータルでお願いしたい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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電磁波の研究を行う国立研究機関准教授から「微細な電磁波を正確かつ
均等に飛ばすための導波管が必要」と相談があった事例をご紹介いたします。

「前回の試作品からサイズを大きくし、形状を変更したい」といった要望が
あり、事前試作にて内部空洞の最適化を検証し、表面処理は前回の結果を
踏まえ、化学研磨を実施するなどして対応。

結果、要望通りのサイズ、形状を実現でき、予算内にて追加部品も
製作することができました。

【事例概要(一部)】
■課題
・微細な電磁波を正確かつ均等に飛ばすための導波管(電磁波を通す
　金属パイプ)が必要
■要望
・前回の試作品からサイズを大きくし、形状を変更したい

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大型金属3Dプリンタ「iSLM420DN」、及び一連の付帯設備を導入し、
導入にも携わったご担当者様にお話を伺いました。

加工や組み立てといった既存の手法では今後の成長は見込みづらく、
将来的な可能性を探究しながら「強い」ものづくりを目指したいという意識が
根底にありました。

そこで目を付けたのが、積層造形技術という新しい加工方法です。

当初は3Dプリンタに関する知識もノウハウも全くなかったため、まずは、
3Dプリンタメーカー、ユーザー企業、3D造形技術を研究対象としている
大学等にリサーチを開始しました。

※インタビューの詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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人工透析治療では、ボールペン程の太い注射針での穿刺による苦痛が
大きな問題とされており、以前から「痛くない穿刺」を目指し、
研究を重ねています。

技術は進歩しているものの、まだ痛みを軽減できる余地はあり、
注射針の形状に着目。

数年前から前例のない特殊な注射針の形状を実現するため、製作方法を模索。
従来の製作方法ではなかなか理想的な形状にならず、3Dプリンタでの製作を
考え、当社にお問い合わせいただきました。

今回の取り組みに至った経緯や当社の対応について、実際にご担当者様に
お話を伺いました。

※インタビューの詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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当社の「3D事業ファクトリー」についてご紹介いたします。

ZRapid社製の金属3Dプリンタと付帯設備を完備。豊富な経験を持つ
エンジニアが設計・造形を手掛け、加工のプロであるパートナー企業の
協力のもと、最終仕上げまで対応。

また、実際に稼働する設備の見学も随時受付中です。
ご用命の際は、お気軽に当社までお問い合わせください。

【3D造形の流れ】
1.設計
2.準備
3.造形
4.後処理

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金属3Dプリンタで主流であるパウダーベッド方式の中でレーザーを熱源
とするSLMについてご紹介。

パウダーベッド方式(PBF方式)は、金属粉末を敷き詰めた部分に光線を
照射し、その熱で焼結させる方式です。

一層ずつ溶解・凝固を繰り返すことで、積層造形します。様々な造形方式が
ありますが、歴史があり、主流の方式です。

パウダーベッド方式は熱源の種類により、「レーザー積層造形(Selective Laser
Melting)」と「電子ビーム積層造形(Electron Beam Melting)」に分かれます。

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今回は3D造形の流れの中の「設計」工程をご紹介。

3Dプリンタで造形を行うには、3Dデータが必要です。
一般的な造形サービスでは、ご依頼主からの3Dデータ提供が前提ですが、
3Dデータが無い場合でも、当社にて2次元図面からのデータ作成、及び
3Dスキャンでのデータ作成を行うことが可能です。

3Dデータ作成後は、3DCADソフトにて造形姿勢の検討や2次処理に
合わせた寸法調整を行い、サポートを設計。
その後、スライスソフトにて、スライスデータを作成します。

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今回は3D造形の流れの中の「準備」工程をご紹介。

金属粉末を敷きつめた部分にレーザーを照射し、溶解・凝固を繰り返し
積層するSLM方式では、状態の良い金属パウダーを使用することが重要です。

当社が造形サービスにて取り扱う金属パウダーの種類は5つです。
3Dファクトリーで扱っていない素材も、ZRapid社やパートナー企業との
ネットワークにより、ラインアップを拡充しています。

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今回は3D造形の流れの中の「造形」工程をご紹介。

3Dデータ設計、材料・装置の準備まで完了したら、いよいよ造形スタート。
稼働前の最終確認作業もご紹介いたします。

3Dプリンタで読み込んだスライスデータを確認、造形する製品の基板上の
配置を決定します。

効率よく配置することで、一度に多くの製品が造形可能。この作業が完了
すると、最終的な造形時間が確定します。

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金属粉末は製造方法によって特長が異なります。3Dプリンタに適した
金属粉末の特性は以下の通りです。

■流動性が高い
■真球度が高い
■酸素含有量が低い
■粒子の大きさにばらつきがない
■サテライトと呼ばれる付着物がほとんどない

金属3Dプリンタの代表的なパウダーベッド方式では、基板に均一にパウダー
を敷き詰める必要があり、流動性の高さが大切です。また、造形物の内部に
空洞ができてしまう等、仕上がりに影響がでてしまうため、ガス(酸素含む)
巻き込みが少ないことも重要となります。

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今回は3D造形の流れの中の「後処理」工程をご紹介。

造形完了後、余分な金属パウダーを除去し、基板から造形物を切り離します。
仕上げとしてブラスト処理を施します。(造形物によっては、基板から
切り離す前に熱処理を行います。)

基板上にある余分な金属パウダーを付属の吸引ノズルで回収します。回収
された金属パウダーは再利用するため、パウダーモジュールに送られます。

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電磁波の研究を行う国立研究機関准教授から「微細な電磁波を正確かつ
均等に飛ばすための導波管が必要」と相談があった事例をご紹介いたします。

「表面と内部流路に銅めっきを施したい」などの要望に対して、材料を
アルミに変更し、無電解ニッケルめっき・無電解銅めっき処理を実施。

結果、最大の目的である内部の銅めっき処理が成功し、研究を推進すると
ともに、次回金属素材や形状を変更し挑戦することになりました。

【事例概要(一部)】
■課題
・微細な電磁波を正確かつ均等に飛ばすための導波管(電磁波を通す
　金属パイプ)が必要
■要望
・材質を耐熱性の高いステンレスに変更したい
・サイズを小さくしてほしい
・表面と内部流路に銅めっきを施したい

※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
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当社ではお客様の課題とご要望に合わせ、様々な造形の
ご相談を承っています。

一方、金属3D造形の普及のため、当社オリジナルのサンプルも製作。

今回は、当社のロゴと社員の氏名が入った名刺スタンドを
製作してみました。

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当社は3月8日(金)に大田区産業プラザPiOで開催された
「全国の匠の技展」に出展いたしました。

全国の匠の技展は、ものづくりのまち「大田区」で初開催され、全国から
「高精度な技術・サービスを誇るものづくり企業」50社が出展する
製造業向けの展示会です。

併設の商談会「ザ・商談！し・ご・と発掘市」においても、1日を通して
積極的な商談が行われており、熱心な来場者で賑わっていました。

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当社は1月24日(水)・25日(木)にさいたまスーパーアリーナで開催された
「彩の国ビジネスアリーナ2024」に出展いたしました。

彩の国ビジネスアリーナは、サーキュラーエコノミー/GX、DX/AI、
加工技術/部品など、多彩な分野の企業・団体が出展する中小企業の
受注拡大・販路開拓のためのビジネスマッチングイベントです。

来場者数は2日間で13,749人にのぼり、出展企業は600社以上。
来場者だけでなく、出展社同士の交流も活発に行われていました。

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当社は12月6日(水)・7日(木)に東京ビッグサイトで開催された
「第3回東京ビジネスチャンスEXPO」に出展いたしました。

東京ビジネスチャンスEXPOは、独自の技術や珍しい商材を持つ都内企業が
一堂に会し、その製品やサービスを来場者にPRすることで、新たな販路の
開拓につなげることを目的とした総合展示会です。

フード、ライフスタイル、ものづくり、サービス・DXの4つのジャンルから、
中小企業を中心に約290社が出展。

来場者は約9,000人と全国各地から参加された方も多く、盛り上がりを
みせていました。

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グローバル刃物メーカー「貝印」が創業115周年を記念して開催した
体験型プロダクトデザイン展。

「貝印」の新しいMISSION「切れ味とやさしさ」から考えられた未来の
プロダクト、これから発売予定の新しい視点を持った製品が展示されています。

この展示会にDOHOの造形サービスでご協力させていただいた製品も
展示されるとお聞きし、体験訪問してきました。

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TCTは世界5ヶ国の地域(アメリカ・イギリス・中国・ドイツ・日本)で
開催され、3Dプリンティング・アディティブマニュファクチャリング
(AM)技術の分野では最大規模の展示会。

今回の展示会では、当社が国内総代理店を務めるパートナー企業の
ZRapid社が出展するとのことで、中国の3Dプリンタ市場の
マーケティングも兼ね、視察訪問してきました。

出展社数は285社、会場入口では行列が続き、入場までに約30分。
ブースの規模、来場者数、活気など全てにおいて日本の展示会とは異なり、
中国市場における3D技術への注目度の高さが伺えました。

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ZRapid社は、数十年にわたる3D技術の経験と研究開発力の強みを活かし、
先進的な設備と専門的なサービスを提供、様々な業界のデジタル化と
スマート化を支援しています。

日々成長を続けるZRapid社が顧客ニーズを反映させた3Dプリンタを
iSLM160をベースに開発、その内容をご紹介いたします。

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航空宇宙技術の急速な発展に伴い、高性能なロケットエンジンの開発が
進んでいます。

先進的な製造技術は、ロケットエンジンの性能を向上させる
重要な要素の一つです。

金属3D技術を応用することで、高い設計自由度、軽量化、低コスト、
一体造形、複雑な内部構造の実現が可能で、航空宇宙分野で広く応用され、
革新的な影響をもたらしています。

ロケットエンジンはロケットの中核部品であり、ノズルスカートは
その中でも重要な部品の一つです。

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3D技術は、その独自の優位性を活かし、様々な業界に変革を
もたらしています。

特に金型産業では、金属3D技術の活用により、製造サイクルが大幅に
短縮され、生産効率が向上、製造コストが削減されました。

また、複雑な内部構造を一体成形で実現し、金型製造に新たな可能性を
見出しています。

設計では、柔軟性と自由度が大幅に向上、効率の良い流路や
加工難易度の高い設計が可能になります。

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3Dプリンティング・アディティブマニュファクチャリング(AM)技術の分野
では最大規模の展示会である「TCT ASIA 2024」が5月7日～9日の3日間、
上海で開催。

総来場者数は23,933人で、2023年と比較すると43.5％増加。2015年の
初開催時には80社であった出展者は400社にまで達し、展示会の全体の
規模は過去最大となりました。

新技術や新トレンドに焦点があてられ、出展社の30％が初参加。
3Dプリンタ、3Dスキャナ、金属粉末等、3D技術に関わる先端の技術や
製品が一挙に集結。

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中国国内では、3D技術の応用が広がり、進化を遂げる業界が
年々増えています。

ZRapid社は、靴産業に着目し、3D技術を活用した「靴の金型製作」
について公開、その内容をご紹介いたします。

3Dプリント技術が進化し、広まるにつれて、靴産業はかつてない変革を
迎えています。SLA光造形(樹脂)やSLM方式(金属)の技術が靴の製造に
広く使われ、靴産業全体を変えつつあります。これにより、靴のデザインや
製造、個別のカスタマイズに新たな可能性が広がっています。

ZRapid社は、靴産業のコスト削減や品質向上、生産性向上を支援、
また、靴の金型製造分野においても大きな影響力を持っています。

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繊維製品製造業や鞄・靴産業向けに先端の機器や設備が集結する
「大湾区国際履物機械・材料産業見本市」が、広東省の深センで開催。

深センはグローバルビジネスにおいて世界有数のベイエリアである
「大湾区」に属し、先端技術・サービスの研究拠点の役割を担う経済都市。

今回の展示会では、世界各地44ヵ国から13,562人が来場し、
出展企業数は350社。

3DプリンタメーカーであるZRapid社は、靴の金型製作に3D技術を応用。
今回の展示会では、金属3Dプリンタや靴の金型のサンプルを中心に
出展しています。

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ZRapid社は、2024年の干支「辰年」にちなみ、3D技術を活用した
「龍の製作」について公開、その内容をご紹介いたします。

「龍(辰)」は神話や伝説における神獣であり、中国では昔から「吉兆」、
「権威」、そして「知恵」の象徴とされています。

3D造形技術を龍の製作に応用することで、伝統芸術の継承だけでなく、
新しい発想にも繋がり、かつてない可能性を引き出しています。

中国の3D造形技術のイノベーターかつ工業用3Dプリンタ設備のメーカーである
ZRapid社は、10年以上にわたり3D造形領域での経験を積み重ね、卓越した
技術を提供し続けています。

これにより、ユーザーに対してトータルソリューションをご提案します。

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SLM方式、金属3Dプリンタの正常で安定した動作を確保するためには、
保守メンテナンスが不可欠です。

ZRapid社は、設備に影響を与える気温の低下や高湿度環境に備えた
メンテナンス方法、定期的なメンテナンスの一連の流れを公開、
その内容をご紹介いたします。

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世界最大級の3Dプリンティング・アディティブマニュファクチャリング
(AM)技術展「Formnext 2023」がドイツのフランクフルトで開催。

2015年の初開催以来、毎年ドイツのフランクフルトにて開催され、自動車、
航空、機械工学、医療技術、電気工学などの幅広い分野において、
今後導入がさらに進むと期待される積層造形を用いた製造・加工に
関する先端技術や製品、サービスが世界中から集まります。

今回のFormnext 2023には、世界各国のAM関連企業859社が出展、
全世界から32,851人の来場者が集まり、大盛況となりました。

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2022年12月にオープンしたZRapid社の新オフィス(ショールーム・開発拠点)
に訪問してきました。

ショールームの入口には、春秋時代の哲学者である老子の「道徳経」からの
引用された経営理念が。「九層にも及ぶ高台も、小さな土を重ねることから
着手し、千里の道のりも足下の一歩から始まる」

これには「どんな大事業でも、まずは今できるところから着実に努力を
重ねていくことが肝要」という意味が込められているそう。

ショールーム全体も老子の言葉「九つの心」をコンセプトとして
構成されていました。

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3D造形技術の権威であるZhou Hongzhi(周 宏志)博士により2011年に
設立され、3Dプリンタをはじめとしたハードウェアからソフトウェア、
材料に至るまで、それらの研究開発、生産販売、アフターサービスといった
トータルなソリューションを提供しています。

広大な面積の研究開発センターや生産工場による開発力と生産力を背景に、
3D造形技術のグローバルイノベーターとして進化しつづけ、世界的評価を
急速に高めています。

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当社では、お客様のご要望に合わせ、金属3D造形サービスを提供しております。

■試作品1個でもご相談可
■豊富な経験を持つエンジニアが、3Dデータ作成からコンサルティング
■加工のプロであるパートナー企業と連携し、最終仕上げまで対応

扱う3Dプリンタは、造形精度が高く、精密造形・複雑な形状・
高密度な造形が可能なSLM方式を採用。

取り込んだスライスデータを基に、金属粉末が敷き詰められた基板上に
レーザーを照射し、その熱で焼結、一層ずつ溶解・凝固を
繰り返すことで、積層造形を行う方式です。

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当社3D事業ファクトリーでは、ZRapid社製の金属3Dプリンタと付属設備を
完備しています。

基板から造形物を切り離すための放電カット機やその他設備についてご紹介。

放電加工とは、加工物と電極(加工機)の間に放電することで、火花を起こし、
金属表面の溶解・冷却・飛散を繰り返し、金属を加工すること。放電現象は
電極に電圧をかけて、両者の隙間の絶縁を破壊し、発生させます。

電気を通す材質であれば、硬度に限らず加工が可能で、加工物と加工機の
物理的な接触が伴わないため、負担が少なく、切断面のバリ等も
発生しにくいのが特長。

切削加工では実現できない複雑な形状も高い精度で加工できます。

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