３Ｄプリンタ

立体物を表現するデータから立体造形物を作成する装置です。

３Ｄプリンタの方式

光造形方式: 初期の３Ｄプリンタで採用された基礎的な方式です。
造形する大きさの容器に溶解した光硬化樹脂を満たしておきます。それには昇降機がついており、最初は一番上の層に昇降機を上げておきます。この平面層に立体物の一番底の部分の形状に紫外線レーザービームを投光することいより、樹脂が硬化します。硬化したら昇降機を厚さだけ下げて、底から２番目の層を造形します。これを繰り返すことにより立体物を造形します。
積層方式: 現在の３Ｄプリンタは積層方式が主流になっています。立体を薄い層（平面）の積み重ねとして考え、その層を樹脂などの特殊な材料をインクとだと考えれば、２Ｄプリンタでの重ね印刷のようにして、立体物が造形できます。
熱溶解積層法（ＦＤＭ法）: 積層方式の一つ。熱可塑性樹脂を高温で溶かし積層させることで立体形状を作成する造形法です。
多様な樹脂が使えます。現在、低価格３Ｄプリンタの主流になっています。
インクジェット法: 積層方式の一つ。液化した材料をインクジェットのノズルから微細粒子を噴射して造形します。カラーインクを使用して、カラー造形物も作成できます。

３Ｄプリンタの機能特徴

鋳造・射出成型や切削と比較して、３Ｄプリンタは次のような特徴があります。

中空構造、複雑な形状をを容易に作成できます。
個々の部品を作って組み立てるのではなく、全体を一度で造形できます。
インクジェット方式では、カラーによるのが容易です。
材料が限定されるので、強度を求められる場合には適用が困難になります。
層の高さで精度がきまります。精度を高めるには、層数を多くなるため製作時間がかかます。超精密なものには不適切です。

３Ｄプリンタ利用の利点

設計データがあれば、簡単に短時間で造形できます。そのため試作品の製作や設計時の試行錯誤などが容易にできます。また、そのためのコスト削減ができます。
カメラや写真などから３Ｄプリンタ用のデータを作る技術が進歩してきました。そのため、医療などの分野で模型や代替部位などを作成するのがよいになります。

３Ｄプリンタ用のデータ

３Ｄプリンタを利用するには、立体形を記述する３Ｄデータが不可欠です。３Ｄデータの代表的な形式（フォーマット）を列挙します。
　多くの３Ｄプリンタはこれらの形式をサポートしていますし、多くの３Ｄモデリング、レンダリング、アニメーションのソフトウェアや機器が、これらの形式データへの変換機能をもっています。

ＳＴＬ: 三次元の立体を小さな三角形ポリゴン(ファセット)の集合として表現します。表面の形状が複雑なときや高い精度が必要なときは、ファセットの数が多くなり、ＳＴＬファイルは大きくなります。
ＯＢＪ: 面を構成する多角形の頂点座標と頂点法線ベクトル等を記述します。色指定が可能です。また、ＭＴＬL(材質)ファイルによって指定した色の反射や発光、テクスチャ等を定義できます。
このフォーマットに対応した、多くの３Ｄモデリングやレンダリングソフトがあります。
３ＤＳ: チャンクという単位のデータがツリー構造で連なったバイナリファイルです。ＳＴＬ形式に変換するフリーのデータ変換ソフトMeshLabがあります。

３Ｄスキャナ

立体物の形状を感知して３Ｄデータを得る機器を３Ｄスキャナとといいます。

接触式３Ｄスキャナ

センサーや探針（プローブ）で現物に接触して、その接触点の凹凸を測定し座標として取得する方式です。非接触式では測れない個所も測定できます。

非接触式３Ｄスキャナ

光線を対象物に当てて反射する時間差や照射角度を解析して3次元形状を取得します。

光（格子パターン）投影法
縞パターンを投影して計測する方式です。
レーザー光切断方式
レーザー光で対象物をスキャンしてその反射光をＣＣＤで受光し、三角測量の原理で対象物との距離情報を得て３次元形状を測定します。