3Dプリントに関するよくある質問

3Dプリンティング（正式名称は積層造形（AM））は、デジタルファイルから三次元物体を作成するプロセスです。材料を除去する切削加工（CNC）とは異なり、3Dプリンティングは部品を層ごとに積み重ねていきます。このプロセスにより、従来の機械加工や射出成形では不可能またはコストがかかりすぎる複雑な形状、内部格子、有機的な形状の作成が可能になります。3DプリンティングはASTM F2792規格で定義されています。

Boona Prototypes では、産業用 AM サービスを 3 つの主要テクノロジーに分類しています。

• SLA（光造形法）： UVレーザーを用いて液体樹脂を硬化させ、硬質プラスチックにする技術。高い表面仕上げと微細なディテール表現に最適。

• SLS（選択的レーザー焼結）：高出力レーザーを用いて、ポリマー粉末（一般的にはナイロン）の微粒子を溶融させる。複雑な形状でサポート構造を必要としない機能部品の製造に最適。

• SLM/DMLS（選択的レーザー溶融）：高エネルギーレーザーを用いて金属粉末（アルミニウム、チタンなど）を完全に溶融させ、固体金属部品を成形する技術。高い強度を必要とする航空宇宙および医療用途に最適。

選択はアプリケーションによって異なります。

• 表面仕上げ：SLAは、射出成形のような滑らかな表面（Ra < 1μm）を提供し、視覚的なプロトタイプやマスターパターンに最適です。SLSは、ざらざらとした砂のような質感（Ra ~5～10μm）です。

• 強度と耐久性：SLS成形部品（ナイロンPA12）は機械的強度が高く、耐熱性にも優れているため、機能テストやスナップフィットに適しています。一方、 SLA樹脂は経年劣化により脆くなり、紫外線に弱い場合があります。

• サポート構造： SLAは除去しなければならないサポート構造を必要とします。SLSは自己支持型（未焼結粉末による支持）であるため、複雑な相互連結部品の製造が可能です。

当社は幅広いエンジニアリンググレードの材料を提供しています。

• SLA樹脂： ABS系（高強度）、PC系（透明）、PP系（柔軟性）、および耐熱樹脂（250℃までの耐熱性）。

• SLS粉末：剛性を高めるためのナイロン12（PA12）、ガラス繊維強化ナイロン（PA12-GF）、およびゴムのような弾力性を持たせるためのTPU。

• 金属粉末（SLM）：ステンレス鋼（316L）、アルミニウム（AlSi10Mg）、チタン（Ti6Al4V）、およびマルエージング鋼。

積層造形における許容誤差は、材料の収縮とレーザースポットサイズの影響を受けます。

• SLA：通常±0.1mm（または寸法の±0.15%のいずれか大きい方）。

• SLS：通常±0.3mm（または寸法の±0.3%）。

• 金属（SLM）：通常±0.1mm～0.2mm。

• 注：重要な形状（例：ベアリング穴）については、加工後の素材を残し、CNC加工（ハイブリッド製造）で仕上げ加工を行うことで、IT7の精度を達成することをお勧めします。

はい。DMLS /SLM技術は、99.5%以上の高密度金属部品を製造します。その機械的特性（引張強度、降伏強度）は、鋳造金属と同等、あるいはそれ以上です。ただし、鍛造金属やCNC加工金属は等方性であるため、DMLS/SLM部品はZ軸方向の強度に若干の異方性（Z軸方向の強度差）を示す場合があります。内部応力を除去するために、熱処理（HIP）などの後処理がよく用いられます。

業界標準フォーマットはSTL（Standard Triangle Language）またはOBJです。

• 要件：ファイルは「水密」メッシュ（多様体）である必要があります。つまり、表面に穴がなく、すべての法線が外側を向いている必要があります。

• 解像度： STLファイルは、弦高/偏差が約0.01mm～0.05mmになるようにエクスポートしてください。粗すぎるファイルではポリゴンが目立ち、細かすぎるファイル（数百MB）ではスライスソフトウェアがクラッシュする可能性があります。STEP /STPファイルも受け付けており、弊社で変換いたします。

• SLA（大判）：最大800 x 600 x 400 mm。

• SLS:最大350 x 350 x 400 mm。

• 分割：造形サイズよりも大きい部品の場合、デジタルモデルを分割し、各部品を個別にプリントした後、工業用接着剤で接合します。研磨と塗装を施せば、継ぎ目はほとんど目立ちません。

3D プリントされた未加工の部品には、多くの場合、仕上げが必要です。

• 標準仕様：サポート材の除去およびサンドブラスト処理（粉末／残留物の除去）。

• 外観：プライマー塗装、カラーマッチング（パントン/RAL）、クリアコーティング（透明なSLA部品の場合）。

• 機能面：蒸気平滑化（SLSによる表面封止）、ねじ込みインサート（熱圧着）、電気めっき。

• 3Dプリンティングを選ぶべきケース：少量（1～50個）が必要な場合、形状が非常に複雑な場合（例：内部チャネル）、または納期が非常に重要な場合（24～48時間）。

• CNC加工を選ぶべきケース：大量生産（50個以上）、特定の材料特性（真の金属／プラスチック合金）、厳しい公差（0.05mm未満）、または塗装なしで優れた表面仕上げが必要な場合。

MJFはHPの先進的な粉末床式3Dプリンター技術です。SLSと同様にナイロン（PA12）を印刷できますが、レーザーの代わりに融着剤を使用します。

• 利点： MJFはSLSに比べてバッチ生産が速く、より高い等方性強度（Z軸方向の強度が高い）を持つ部品を製造できます。

• 仕上げ： MJF製の部品は、自然なグレー/ブラックの色合いで、SLS製の砂糖のような質感よりも滑らかな表面です。

• 最適な用途：機能的な最終用途部品および少量生産（50～500個以上）。

はい。当社では、大型で堅牢な部品の製造に産業用FDMプリンターを使用しています。FDM方式は積層痕が目立つためSLA方式に比べて美観は劣りますが、ABS樹脂、ポリカーボネート（PC）、ULTEM 9085 （難燃性）などの高性能熱可塑性樹脂を使用できます。最大1メートルまでの大型自動車用治具、固定具、耐久性のある筐体などの製造において、FDM方式は標準的な技術となっています。

価格は主に以下の要因によって決まります。

1. 材料量：使用した樹脂または粉末の量（cm³）。

2. 印刷時間：背の高い部品ほど印刷に時間がかかります。

3. 向き：部品の配置方法によって、サポート材の使用量と所要時間が変わります。

• コスト削減のヒント：部品を中空にする（排出穴を設ける）ことは、材料の使用量とコストを最大50％削減する最も効果的な方法です。

• 標準納期：プラスチック部品（SLA/SLS/MJF）の場合、2～3営業日。

• 特急サービス：緊急の試作品製作には24時間体制の製造が可能です。

• 金属（DMLS）：通常5～7営業日かかります。これは、造形プレートからの応力除去とワイヤーカットが必要となるためです。

• 世界各国への配送： DHL/FedEx Priorityを利用し、ほとんどの国へ2～4日でお届けします。

はい。100個から1,000個の数量であれば、3Dプリンティング（特にMJFまたはSLS）は、金型費用がかからず、金型製作のリードタイムもゼロであるため、射出成形よりも安価で迅速な場合が多くあります。これは、「ブリッジ生産」（鋼製金型の完成を待つ間に製品を市場に投入する）や試作生産に最適です。

構造の完全性を確保し、反りを防止するために:

• SLA/レジン：最小厚さ0.6mm（0.8mmの方が安全）。

• SLS/MJF（ナイロン）：最小0.8mm。

• 金属（DMLS）：最小1.0mm。

• FDM:最小1.2mm。

• 注：大きな平面は、座屈を防ぐために、より厚い壁（2mm以上）またはリブが必要です。

• 一般的にはいいえ。SLS/MJFで製造された部品は多孔質ですが、SLAで製造された部品は固体ですが、時間の経過とともに水分を吸収する可能性があります。

• 解決策：マニホールド、ボトル、または防水筐体の場合、表面を完全に密閉するために、蒸気平滑化処理（ナイロンの場合）または高光沢クリアコート／エポキシシーラーの塗布（SLAの場合）をお勧めします。

ネジ山（M4以上）の印刷は可能ですが、プラスチック製のネジ山は数回使用すると摩耗してしまいます。

• エンジニアリング推奨事項：標準的な穴を設計し、真鍮製ヒートセットインサートをご依頼ください。当社では、これらのインサートをプリント部品に取り付けることで、電子機器筐体に最適な、丈夫で再利用可能な金属ねじを実現します。

一般的な工業用樹脂や粉末は食品安全基準を満たしていません。

• オプション：当社では、ISO 10993（皮膚接触）規格に適合する特定の生体適合性樹脂（歯科用SGなど）または医療グレードのナイロンPA12を提供しています。食品接触の場合は、食品安全認証を受けたコーティングを施す必要があります。

• FDM/SLA：一般的に異方性を持つ。Z軸方向（層が接合する部分）の強度が弱い。

• SLS/MJF：ほぼ等方性。溶融プロセスにより、X、Y、Z方向でほぼ均等な強度を持つ部品が生成されるため、機能的な機械クリップやギアに最適です。

• 剛性： SLS/MJF法で製造されたガラス繊維強化ナイロン（PA12-GF）は、非常に高い剛性を持ち、変形しにくい。

• 熱/化学特性：PEEKまたはULTEM（FDM方式）は、航空宇宙グレードの耐熱性とアルミニウムに匹敵する強度を備えています。

• 衝撃：落下試験には、ポリカーボネート（PC）または高耐衝撃性ABS樹脂が最適です。

はい、SLAクリアレジン（例：Somos WaterShed）を使用します。

• 加工工程：未加工の部品は「曇りガラス状」または半透明に見えます。光学的な透明度（ガラスのような透明度）を実現するには、「鏡面研磨＆クリアコート」仕上げを指定する必要があります。この仕上げでは、部品を手作業で研磨し、コーティングします。レンズ、ライトパイプ、流体可視化などに最適です。

ナイロンPA12（SLS/MJF）は、耐久性、軽量性、そして部品を傷つけない（保持する部品に傷がつかない）ことから、治具の業界標準となっています。より大型の組立治具には、FDM ABS/ASAがコスト効率の良い選択肢となります。

蒸気スムージングは​​、SLS/MJF部品の化学仕上げプロセスです。外表面を顕微鏡レベルで溶解します。

• 結果：粗く砂糖のような表面を、射出成形品に匹敵する滑らかで半光沢のある仕上がりに変えます。また、表面を密閉することで、細菌の繁殖と吸湿を抑制します。

Yes.

• 塗装： SLA部品の場合、あらゆるPantoneまたはRALコードに合わせて自動車グレードの塗料を調合します。

• 染色： SLS/MJFナイロンの場合、浸染（通常は黒、赤、青）を採用しています。染料は表面（深さ0.2mm）まで浸透するため、塗料のように剥がれたり欠けたりすることはありません。

私たちは「スプリット＆ボンド」という手法を用いています。

1. 弊社のエンジニアは、連結キー/ペグを使用して、大規模な CAD モデルをセクションに分割します。

2. セクションごとに個別に印刷します。

3. 工業用接着剤で接着し、継ぎ目をやすりで磨きます。

4. 結果：見た目も機能も一体型の巨大な部品（自動車のバンパーなど）が完成する。

はい。印刷以外にも、ヘリコイル、ねじ込みインサート、ピンの取り付けも可能です。また、複数の部品からなる印刷物を組み立てて接着し、すぐに使用できるサブアセンブリをお客様の元へお届けすることもできます。

はい、その通りです。当社は厳重な秘密保持体制のもと業務に取り組んでいます。

• ファイルのアップロード前に、秘密保持契約（NDA）に署名していただくことも可能です。

• お客様のデータは安全な暗号化サーバーに保存され、プロジェクトに直接携わるエンジニアのみがアクセスできます。設計図を第三者と共有することはありません。

はい。ご要望に応じて以下を提供いたします。

• 材料データシート（MDS）および分析証明書（COA）。

• 寸法検査レポート（CMMまたはスキャナーを使用）により、重要な公差を検証する。

• 金属部品の熱処理報告書。

正確な解析のため、 3Dファイル（STEP、STP、またはIGES形式が推奨されます。STL形式も可）を弊社の[オンライン見積もりフォーム]にアップロードしてください。材料、数量、仕上げ要件をお知らせください。弊社のエンジニアが2～8時間以内にDFMレビューと価格をご提示いたします。

これは予算計画にとって重要です。

• 1～50個の場合：3Dプリンティングが通常最も安価です（金型費用はゼロ）。

• 50～200個：CNC加工は競争力を持ち始め、特に単純な金属部品においてはその傾向が顕著になる。

• 200～500個：真空鋳造（シリコーン成形）は、プラスチック部品の成形において理想的な橋渡し手段です。

• 1,000個以上：単価では射出成形が優位。

はい、特定の用途であれば可能です。PEEKやULTEM 9085 （FDM方式で造形）などの高性能ポリマーは、高い強度対重量比と優れた耐熱性（最高250℃）を備えています。アルミニウムよりも軽量で電気絶縁性にも優れているため、航空宇宙用ダクトや自動車のエンジンルーム内部品に最適です。

AMにおける最大の課題は一貫性です。私たちは以下の方法でそれを解決します。

• 固定パラメータ：すべての実行において、全く同じ機械設定、向き、および材料バッチを使用します。

• 粉末の補充率： SLS/MJFの場合、一貫した機械的特性を確保するために、新鮮な粉末と再生粉末の比率（通常は50/50）を厳密に管理しています。

蒸気平滑化（化学研磨）は、SLS/MJF部品を光沢が出るようにする以上の効果があります。

• 防水性：ナイロンの多孔質表面を密閉し、気密性と防水性（IP67相当）を実現します。

• 抗菌性：微細な凹凸を滑らかにすることで細菌の増殖を防ぎ、医療機器や食品接触機器の表面材として適した部品となる。

• 強度：破断伸度（柔軟性）を大幅に向上させます。

プラスチックを直接叩くと強度が弱くなり、すぐに摩耗してしまいます。

• Boonaの標準規格：当社では、熱可塑性樹脂プリント（FDM/SLS/MJF）に真鍮製の熱硬化性インサートを取り付けています。溶融したプラスチックがインサートのローレット加工部分に沿って再流動することで、高い引き抜き抵抗を実現します。

• SLA（レジン）の場合：レジンは溶けるのではなく燃えるため、専用の接着インサートまたはヘリコイルを使用します。

はい。SLAおよびFDMで造形した部品に、銅、ニッケル、またはクロムのメッキ加工が可能です。

• 構造プレート： 0.1mm以上の金属シェルを追加することで剛性を高めます。

• EMI/RFIシールド：電磁干渉を遮断するために、電子機器筐体にとって不可欠です。

• 外観：触るとひんやりとした、本物の金属のような感触を生み出します。

中空化は樹脂プリントのコストを削減する一番の方法です。

• コスト：樹脂は高価です。中空加工では材料体積の60～80％が除去されます。

• 品質：固形樹脂ブロックは硬化中に高温になるため、反りの原因となることがあります。

• ルール：壁の厚さは最低でも2～3mmに保ち、未硬化樹脂を排出するための「排出孔」を必ず設けること。

階段状とは、曲面上に見える層の線です。

• 解決策1（向き）：重要な曲面が垂直または45度の角度で印刷されるように部品の向きを調整します。

• 解決策2（解像度）：より細かいステップを実現するために、 「高解像度」モード（例：0.05mmのレイヤー高さ）を要求してください。

• 解決策3：最も滑らかで自然な曲線を実現するには、FDMよりもSLAを選択する。

はい。柔軟な素材もご用意しております。

• SLAフレキシブルレジン：（ショア硬度50A～90A）ビジュアルプロトタイプに最適です。

• SLS/MJF TPU：（ショア硬度88A）非常に耐久性に優れた機能性ゴム。カスタムガスケットやベローズに適しています。

• 製造上の注意： 100個を超えるロットの場合、真空鋳造の方が費用対効果が高い場合が多いです。

それは技術次第です。

• 標準的なSLA樹脂：推奨しません。日光（紫外線）に当たると黄変し、脆くなります。

• ASA（FDM方式）およびナイロン（SLS/MJF方式）：強く推奨します。ASAは紫外線に強く、ナイロンPA12は耐久性がありますが、長期間屋外で使用する場合は黒色に塗装する必要があります。

それは材料技術に依存します:

• ナイロン（PA12）：当社では、前回の印刷作業で発生した未焼結粉末の最大50～70％をリサイクルし、廃棄物を最小限に抑えています。

• FDM熱可塑性樹脂： PLAなどの材料は生分解性があり、ABS/PETGはリサイクル可能です。

• 樹脂（SLA）：硬化した樹脂は一般的にリサイクル不可能な熱硬化性プラスチックであり、地域の規制に従って廃棄する必要があります。