金属3Dプリンターとは？主な用途や価格、メリット・デメリットを紹介【2024年最新版】

金属3Dプリンターがビジネスの場で注目を集めていますが、具体的に金属3Dプリンターとは何か、用途、価格、メリット、デメリットをご存知でしょうか。製造業における生産性向上や、商品開発の自由度拡大といった多大な可能性を秘めている一方で、その導入には大きな初期投資や専門知識が必要となります。
そこで本記事では、「アイミツ」が金属3Dプリンターの詳細について解説します。

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金属3Dプリンターとは、金属素材をレイヤーに重ねることで立体的な物体を造形する技術を活用したプリンターのことを指します。従来の削り出しや鋳造といった製法と異なり、高い精度と複雑な形状の造形が可能であり、製造業で革新的な技術として注目されています。

原料となる金属粉末をレーザーまたは電子ビームで溶融し、一層ずつ積み重ねる方法や、金属粉末を練り合わせて造形した後に高温で焼成する方法など、使用する技術によりさまざまな種類が存在します。金属3Dプリンターは、その高い自由度と精度から、航空機部品、医療器具、自動車部品など、多種多様な分野で利用されています。

金属3Dプリンターは、精度と造形自由度の高さからさまざまな分野で活用されています。航空宇宙分野では、軽量かつ強度の高いエンジン部品や機体部品の製造に利用されていることも特徴。また、医療分野では、患者一人ひとりの体型に合わせた義肢や人工関節、歯科用インプラントの製造に貢献しています。自動車業界でも、試作部品の製造や、限定生産車両の部品作成にも採用されています。

金属3Dプリンターの導入には、企業にとって大きなメリットがあります。以下ではそれぞれのメリットを解説していきます。

金属3Dプリンターは、強度や耐久性に優れた金属部品を造形できることが大きなメリットです。従来の製造方法では困難だった高強度な合金の利用や、一体成形による強度の向上が可能となります。また、3Dプリンターだから実現できる層状造形によって、内部構造を自由に設計することができ、これにより重量を抑えつつ強度を保つ設計も実現可能です。

金属3Dプリンターは、形状の自由度が高いというメリットも持っています。3Dプリンターは、CADソフトウェアで設計したデータをそのまま形状化できるため、複雑な形状や内部構造のある部品も一度に作成可能です。これは従来の加工法では困難であったため、新たなデザインの可能性を広げています。

金属3Dプリンターの活用は、企業の経費削減にもつながります。まず、複雑な部品でも一度に造形可能なため、組み立てや加工に必要な手間と時間を大幅に短縮可能です。また、必要な材料だけを使用して造形するため、無駄な材料コストを削減できる点も大きなメリットとなります。さらに、設計変更が容易なため、新製品の開発スピードや市場投入までの時間短縮にもつながるでしょう。

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金属3Dプリンターの導入にはいくつかのデメリットも存在します。それぞれのデメリットを確認していきましょう。

金属3Dプリンターのデメリットの1つは、高額な初期投資が必要となることです。金属3Dプリンター自体の価格は数百万円から数千万円と高価で、加えて初期導入には設置場所や安全対策、操作スキルの習得など、さまざまなポイントを確認する必要があります。そのため、導入を検討する企業は、機器の導入だけでなく、全体のコストパフォーマンスを計算する必要があるでしょう。

金属3Dプリンターのもう1つのデメリットは、ランニングコストが高いことです。特に、高品質な出力を求める場合には高価な金属パウダーが必要となり、これがランニングコストの大部分を占めます。また、機器の維持管理や消耗品の交換なども必要となるため、これらのコストも事前に確認しておくことが必要です。

金属3Dプリンターの活用には、機器操作だけでなく金属材料の特性や造形技術についての豊富な知識が必要です。金属の種類によって造形条件が異なり、設定の微調整が必要になることもあります。また、造形後の熱処理や表面仕上げといった後工程に対する理解も不可欠です。これらを習得するためのコストも必要となります。

金属3Dプリンターは、金属の種類や用途に応じて造形方法を選ぶ必要があります。主要な造形方法は以下のとおりです。

・パウダーベッド方式
レーザーや電子ビームを使用して金属粉末を溶融・固化させ、一層ずつ積層します。
・デポジション方式
指向性エネルギーを利用して金属材料を溶融・積層します。
・FDM方式
金属充填フィラメントを熱溶解し、一層ずつ積層します。
・バインダージェット方式
金属粉末とバインダー（接着剤）を用いて造形します。

各方式はそれぞれ利点と制約があり、金属や製造する部品の形状、強度、精度などにより選択が必要です。

金属3Dプリンターの価格は、性能や造形能力によって大きく変動します。一般的に、金属3Dプリンターの価格範囲は広く、小型タイプで数百万円から、大型の工業用機器で数千万円にも上ります。その理由は、金属3Dプリンターが高度な技術を駆使し、精密な部品を作り出す能力を持つため、その機能を実現するための設備投資が必要だからです。

また、機器の価格だけでなく、運用に伴うコストの確認も必要で、材料費、維持費、スキル向上のための費用なども含まれます。

金属3Dプリンターの導入には大きな初期投資が求められます。運用には特殊な知識や技術が必要となるため、一般的な企業がすぐに取り入れるのは困難です。そのため、高額な初期投資を避けつつ、金属3Dプリンターの可能性を探るためには、外注サービスを活用するのが理想的です。外注依頼なら、専門知識を持ったプロが目的に合わせて部品を製造してくれるため、イメージ通りの結果を得やすいでしょう。

3Dプリンターによる印刷を外注依頼した場合の平均費用相場リサーチした結果、樹脂素材を使う場合で1個1,100円から2万5,520円まで幅広く、平均費用は9,523円となりました。また、金属3Dプリンターの印刷を外注する場合は樹脂素材で製造するよりも費用が高額になる場合が多いため、使いたい素材や造形、使用する金属3Dプリンターの種類などを専門家に相談しながら費用を確認することが大切です。

より正確な費用を知りたい方は料金シミュレーターをご利用ください。

金属3Dプリンターによる製造や外注は、機器の種類から選択、高額な初期費用、ランニングコスト、必要な知識とスキル、方式の選択まで多くの要素が関わります。はじめる前に外注を試すのも1つの手段ですが、料金相場が幅広く細かな部分まで確認が必要です。

金属3Dプリンターの導入や外注でサポートが必要な方は、アイミツの利用をおすすめします。要望をヒアリングした上で、適した方法や外注先選びをサポートいたします。お気軽にお問い合わせください。

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