3Dプリンターとは何か

このコラムでは３Dプリンターの話題をたびたび取り上げていますが、大事なことを忘れていました。さて、３Dプリンターとは一体どんなものなのでしょうか？

積層技術？
魔法の箱？
産業用機器？
おもちゃ？

ここでは技術的な面を見て行きましょう。

３Dプリンターのしくみ

まず初めに、３Dプリンターは立体物を作るために使われます。
立体物は身の回りにあふれていますね。
形あるものはすべて立体物と言えるので、逆に立体物では無いものを探すのは大変なのですが、身近なものでは紙やパソコンのモニターに描いた絵や文字、TVの映像ぐらいでしょうか？

その為、３Dプリンターは立体物を作る機械＝身の回りのものを何でも作れる＝魔法の箱という認識が一時期ありました。

本当にそうでしょうか？

私は今急に立方体のサイコロが作りたくなりました！（急に！）

1. 木を削って作れそうな気がします。
2. もしかしたら今食べ終えたステーキの骨を削っても良いかもしれません。
3. 地面に四角い穴を開けて、鉛を溶かして流し込んで冷えたら四角くなりそう。
4. 折り紙が手元にあるので、上手く折ったら箱になるかな？
5. 紙を正方形に切って1000枚くらい重ねて貼れば、サイコロになるかも？

急にサイコロを作りたくなる人がいるのかはさておき、いくつか作る方法がありそうです。このなかで大変そうなのは手で貼るには時間がかかりそうな５番かなと思いますが、３Dプリンターの仕組みはまさにこれなのです。

すなわち３Dプリンターを簡単に説明すれば、薄い形を何枚も重ねていけば立体物が作れる。けど、手でやるのはとっても手間がかかるので、機械に任せよう！という機械なのです。

薄い形を作るには・・・

３Dプリンターの簡単な仕組みが分かったところで、次に薄い形あるものを自動で作るのはどうしたら良いでしょうか？

ここで３Dデータの登場です。

皆さんは映画を見ますか？

３DCADに馴染みがなくても、３DCGで作られた映像作品は多くの人が目にしていると思います。空想上の怪物だったり、太古の昔に絶滅した生き物だったりが、人と一緒に今そこに存在しているように見えて凄いですね。それらはほとんどが３Dデータで作られているのですが、このようにあなたが３Dプリンターで作りたい物を、まず初めにパソコンの中で３Dデータで作ります。次に、それをパソコンの中で輪切りにすると薄い形のデータが出来上がります。あとは実際にできあがったデータの形どおりに機械で作って重ねていきます。

３Dデータを作成できるソフトは無数にあるのですが、輪切りにしやすいデータ形式ではありませんでした。その為、３Dプリンターを実用化させた人が専用にSTL形式（Stereolithography＝光造形法）と言うファイル形式を作り、標準化されています。

実際のデータの流れとしては

1. ３D専用ソフトで３Dデータ作成
2. Stl形式に変換（書き出し）
3. ３Dプリント専用ソフトで読み込み
4. ３Dプリントデータとして輪切りのデータ作成
5. ３Dプリント
6. 完成

このような流れになります。
「魔法の箱」「３Dプリンター」という名前から、実物をコピーできると勘違いする人が非常に多いのですが、それは間違いで、３Dプリントをする為には３Dデータが必ず必要になります。
もし立体物がコピーできるのであれば、それは３Dコピー機と呼ばれるのでしょう。

まとめると、３Dプリンターは３Dデータを元に、薄い形を積み重ねて立体物を作る機械という事です。

そしてどのように薄い形を作り、どのように重ねていくのかの違いが、３Dプリンターの機種の違いとなります。

まとめ

３Dプリンターに３Dデータは必ず必要になります。一見自分ですべて行うにはハードルが高いですが、フリーソフトも存在しますし、協力してくれる人がいればそれほど難しいものではありません。もし３Dデータを手元に用意することが出来なくても、多くの３Dプリントサービスは３Dデータを作る技術を持っているので事前に確認してみましょう。