3Dラピッドプロトタイプとは

ミケランジェロのデイビッドをチェスの駒のサイズに彫刻することは、3次元または3Dのラピッドプロトタイプ（RP）テクノロジーを使用するコンピューターにとって簡単なことです。 インクジェットプリンターがデジタル化されたファイルから2次元画像を生成するのとほぼ同じ方法で、3Dラピッドプロトタイプテクノロジーは、実際のオブジェクトを実際の空間で扱うために同じことを行うことができます。 3Dラピッドプロトタイププロセスは、多くの技術、機器、および材料に依存しており、一般に設計または製造のためのコンピューター支援製図（CAD）オブジェクトから機能します。 完全なレプリカが形成されるまで、一度に1層のマテリアルを生成することにより、それらを構築します。 この構造は、ほぼ無限の数の複雑な形状とオブジェクトの作成を支援し、設計と生産効率に革命をもたらします。

プロトタイピングは、通常、製造用モデルの構築、製品レビュー、および改良の3つの側面から構成されます。 ユーザーはコンピューターの回路図を直接プロトタイプに変換します。 コストのかかる生産プロセスが始まる前に設計が評価され、製品の表面と仕上げをテストできます。

メーカーは、大量生産やクライアントのカスタマイズのために、ほぼ無数の製品形状をカスタマイズできます。 プロトタイプの反復、またはバリエーションは、実動チームまたは顧客からのレビュー後に合わせて調整できます。 これにより、機械や手による従来の時間のかかるプロトタイピングと比較して、製品開発の柔軟性とコストを削減できます。

基本的に、RPプロセスは、オブジェクトの自動化された付加的な構築を指します。 つまり、オブジェクトは、オブジェクトが形成されるまで一度に1つのシート、パウダー、または液体のレイヤーを追加することによって作成されます。 3Dラピッドプロトタイプの作成とは、エンジニアリング仕様に合わせて設計された精密製品のハイエンド製造を指します。 多数の手法により、部品、モデル、およびツーリングを構築できます。 これらには、特に、ステレオリソグラフィー、融合堆積モデリング、超音波圧密、および選択的レーザー焼結が含まれます。 これらの積層造形法は、樹脂やホイルなどの特定の材料に対応するために、レーザー溶着、液体硬化、ビーディング、溶接などの手法で断面を重ねます。 RPを使用すると、時間と同様に材料と労働のコストを劇的に削減できます。 モデルは数時間または数日で構築できます。

小規模では、3D印刷は3Dラピッドプロトタイプ構築と呼ばれることもある一般的な手法です。 ただし、この操作では、設計に小型のデスクトップマシンを使用しますが、製造で使用される3Dラピッドプロトタイプメソッドの概略的な寸法精度または材料の汎用性はありません。 通常、3Dプリンタープロセスは、実践的なデモンストレーション用の使い捨てモデルを作成するために使用されますが、より複雑なRPマシンは、生産プロセス自体を支援するツールパターンを備えています。 さらに、3Dプリンターはいくつかの材料オプションのみを提供しますが、RPは熱可塑性樹脂などの生産材料を複製するために、樹脂やフォトポリマーなどの多数の材料を処理できます。

ラピッドプロトタイピングは、組立ラインが製造に革命をもたらしたのと同じように、産業に長期的な影響を与える可能性があります。 伝統的に、製造コストは製品ラインの寿命にわたって時間とともに減少します。 ラピッドプロトタイピングにより、数個のユニットを生産するコストは数千個を生産するコストと変わりません。 これにより、カスタムオーダーの製品数を減らすことができますが、この条件が規模の経済を理解する方法に及ぼす潜在的な影響は不明です。 3Dラピッドプロトタイプテクノロジーを使用した製造では、設計と生産の段階をより効率的なプロセスに融合し続ける可能性があります。