3Dプリンターは造形方式には光造形、積層など種類があります。それぞれの造形方式ごとに特徴があり、得意不得意があります。
この記事では代表的な造形方式の種類とそれぞれの特徴を紹介します。
紫外光によって液体材料を固めていく造形法です。熱溶解積層法（FDM方式）と同じく、3Dプリンター用ソフトで3Dデータを高さ（Z軸）方向にスライスしたプログラムをSTLデータとして出力します。出力したデータを3Dプリンターに取り込み、紫外光のレーザーを液状の光硬化性樹脂に当てることで一層ずつモデルを硬化して造形します。FDM方式と同様に一層ごとのピッチを薄くすることで、より高精度の造形が可能です。造形品は特に外観に優れ、サンプルや外観部品などに採用されます。光造形法で製作したものは紫外線で固まる樹脂であるため、太陽光に長時間当たると劣化して変形・破損する恐れがあります。
光造形法はSLA方式とDLP方式の2種類あります。
材料の液体状の樹脂に小さな点状の光（紫外線）を当て、土台から少しずつ樹脂を固めて積み重ねる事でデータを出力する方法です。精度の必要な部分も忠実に出力する事が可能です。照射範囲が狭いため、造形速度はDLP方式に劣ります。
材料の液体状の樹脂に下から面状の光（紫外線）を当てて固める造形方法です。一度に固める範囲が広いため、精度はSLA方式に劣りますが、造形スピードに優れています。
熱可塑性樹脂を加熱し、溶かした材料を一層ずつ積層して造形していく方法です。ABSやナイロン、ポリカーボネートなどの熱可塑性のエンジニアリングプラスチックが使用できます。2009年に一部の特許期限が切れ、メーカーの新規参入・価格競争が起こり3Dプリンター出力を一般的な存在にしました。ロールに巻かれた細い糸状の材料の先端を加熱してノズルから押し出し、テーブルに一層ずつ積み上げます。
ABSなどの汎用素材からPEKKなどの高機能素材まで、幅広い素材での製作ができることが特徴です。ただし、一層ずつ冷却・硬化した上に積み上げていく工法であるため、層の間の結合は比較的弱く、素材の強度と完成品の強度はイコールではありません。表面が荒く仕上がるため美観が求められる場面には不向きであることもあります。
表面の仕上がりは積層ピッチと表面処理により大きく改善することができます。
「熱溶解積層法（FDM方式）の面粗度について」
PA12などのナイロン粉末の素材を層状に敷き詰め、赤外線により焼結・硬化させます。そうしてできた固化層の上に新たに層を敷き詰め、これを繰り返します。造形時にサポートが不要で、仕上がりはざらついた表面です。強度と耐衝撃性に優れ、機能検証の試作品に多く使われます。耐熱性にも優れ、100℃以上でも機械的物性が維持されます。光造形法で出力したもの比べ耐候性があります。
形状によっては均一に冷却できず「そり」が発生することがあり、分割出力や追加工が必要になります。
インクジェットプリンタの原理を応用した造形法です。液化した紫外線硬化性樹脂を噴射し、紫外線を照らして積層させて形状を作る。また、インクジェットプリンタのカラーインクを使用した、カラーの造形物も存在します。比較的高精度な造形が可能です。紫外線効果青樹を使用するため、太陽光によって造形物が劣化することがあります。
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