3Dプリンタ，積層造形，または，Additive Manufacturing

2019年4月18日 03:12

こんにちは，ぼんじーです．

博士後期課程に進学し，少しずつですが，僕が学んでいること，研究していること，考えていることを，まとめていきたいと思います．

ここでは，3Dプリンタについて，考えていきたいと思います．

"3Dプリンタ"とは，一体何だったのか．
"Addictive Manufacturing"とは，一体何なのか．

十年ほど前からでしょうか．テレビや新聞，ネットなどのメディアで，"3Dプリンタ"という言葉が取り上げられるようになりました．

好きな形，自分が思い描いた形が，ボタン一つで自動でできる機械．"魔法の機械"，"夢の装置"のように語られていました．

これからは，個人が好きな物を好きなときに，自由に作ることができるようになる．と，期待が膨らんでいました．

しかし，実際はどうでしょうか．

3Dプリンタを所有していることはおろか，使ったことがある人さえ，あまりいないと思います．
いざ，何かを作ろうとしても，

AMF? STL? FDM?
そもそもCADって何？何の略？

と，こんな具合なのではないでしょうか．

実際に何かを作ったとしても，

積層痕が，造形精度が，サポート材が．

と．

つまり，3Dプリンタって，何かと面倒くさいし，思っていたより出来が悪い．何だ，大したことないな．と．

"3Dプリンタ"という言葉に対する期待は薄れ，その狭い意味での技術は，パイプ・サイクルの幻滅期に入ったと思われます．

確かに，現状の"3Dプリンタ"は，皆さんの期待に添えるものではなかったかもしれません．

しかし，ここで１つ，大切なことを言わせてください．

"3Dプリンタ"は，機械，装置の名前であって，その技術の本質を指す言葉ではありません．

その技術の本質は，Addictive Manufacturing（略してAM），日本語では，積層造形法と呼ばれる加工法です．

つまり，3Dプリンタとは，このAMという加工法を用いて物体を製作する機械，装置のことです．

それでは，このAddictive Manufacturing，積層造形法とはどういうものなのでしょうか．

原料や材料に手を加えること。「原材料を－して輸出する」
三省堂大辞林

Wikipediaには，『原材料に手を加えて，製品を製作すること．』とあります．

つまり，材料に何らかの作業を行い，何か別のものを作り出すこと．と言い換えられそうです．

では，その『何らかの作業』とはどういうものでしょうか．
それらは大きく分けて，以下の三つに分類されます．

１．除去加工
２．変形（成形）加工
３．付加加工

なんだか，the勉強　になってきました．

まず，『１．除去加工』についてですが，これは物を切ったり削ったりして加工することです．
欲しい大きさの分だけ，段ボールを切り出す作業です．

次に，『２．変形（成形）加工』は，これも文字通り，物を変形させて加工することです．
段ボールを曲げたり，ねじったりする作業です．
また，この加工方法には，"液体状のものを型に流し込んで固める"という方法も含まれます．
湯煎したチョコレートを，型に流して固めるようなものです．

そして，『３．付加加工』．これは定義の仕方が様々あり，詳しくは一意に定まらないですが，材料と材料をくっつけて加工することです．
段ボールを，ノリやボンドでくっつける作業です．

これまでは，この『付加加工』にあたるものは，溶接加工くらいしかありませんでした．（メッキ加工を含めることもありますが．）

そして，この十数年，急激に発展を遂げてきたのが，『積層造形法，Additive Manufacturing (AM)』です．

その方式には多くの種類がありますが（現在７種類の方式に分けられている．詳細は次回以降），基本的には，『薄い層を重ね合わせることで三次元物体を造形する』加工法です．これまでの加工法とは，根本的に異なります．

このため，従来の『除去加工』，『変形（成形）加工』では加工が困難であった複雑な形状，構造を，容易に造形していきます．

上のリンクで紹介させて頂いたものは，"タンポポの綿毛の上に乗るほど，軽量な金属材料の構造"です．
この例は，純粋に3Dプリンタのみで加工したものではありません．しかし, AM技術を使用して緻密で複雑な三次元構造を造形することで，超軽量な金属格子（ラティス）構造を実現しています．

このように，Additive Manufacturing，積層造形法は，人が作り出す物体，構造の可能性を劇的に広げる技術なのです．

3Dプリンタは，『誰でも好きな形状を，そこそこの精度で作れる』なんて，とんでもない．

積層造形法，Additive Manufacturingは，『誰も見たことのない機能を持った構造を，生み出せる』技術なのです．

マガジン『学問的な何か』では，そのような技術，学術動向について，私の思考，知識を整理し，同時に，あなたにもその魅力を伝えられる，そんなnoteを連載していきたいと思います．

どうぞ，よろしくお願いします．

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画像は『フリー写真素材ぱくたそ』より，”ウォールシティ”．

noteを最後までお読みいただき，ありがとうございます．博士後期課程で学生をしています．頂いたスキやコメントを励みに，研究，稽古に打ち込んでいきたいと思います．よろしくお願いします．