3Dプリンティング技術の分類とインクジェット方式の位置付け
本ドキュメントでは、ASTM規格に基づく3Dプリンティング技術(AM技術)の公式分類と、インクジェット方式が関与する主な技術を整理します。
方式ごとの原理・材料・代表用途を対応させ、InkjetとAdditive Manufacturingの接点を明確にします。
🧭 1. ASTM分類とインクジェット対応マップ
ASTM分類名 |
技術概要 |
インクジェットとの関係 |
1. Material Extrusion |
熱溶融フィラメント押出(FDM) |
関連なし |
2. Vat Photopolymerization |
レジン槽+UV照射(SLA、DLP) |
間接的(UV硬化材料関連) |
3. Powder Bed Fusion |
粉体層+レーザー/電子ビーム(SLS、SLM) |
関連なし |
4. Binder Jetting |
粉末にバインダ液をインクジェットで選択吐出 |
✅ 直接関与(ピエゾ) |
5. Material Jetting |
UV硬化樹脂などをインクジェットで直接積層 |
✅ 直接関与(UV-PJなど) |
6. Directed Energy Deposition |
金属ワイヤ+レーザー加熱同時供給 |
関連なし |
7. Sheet Lamination |
接着層+積層切削 |
関連なし |
🧪 2. 各方式の技術比較
方式名 |
使用材料 |
硬化/固化方法 |
解像度 |
備考 |
Binder Jetting |
粉体+接着液 |
焼結(後処理) |
100μm〜 |
金属/セラミック対応 |
Material Jetting |
UV樹脂/ワックス |
UV照射 or 加熱 |
16〜50μm |
多色対応/滑らかな表面 |
Inkjet BioPrinting |
生体細胞懸濁液 |
自己組織化/ゲル化等 |
50〜200μm |
バイオ医療研究に応用 |
🖨 3. インクジェット構成における位置付け
graph TD
A[Inkjet Printing Technology] --> B[Material Jetting]
A --> C[Binder Jetting]
B --> D[UV Resin, Wax, Nanoinks]
C --> E[Adhesive to Powder Bed]
D --> F[Dental Models, Electronics]
E --> G[Metal, Ceramic Structures]
📌 4. 代表的装置例と応用用途
メーカー・製品例 |
方式 |
応用分野 |
Stratasys PolyJet |
Material Jetting |
工業試作、マルチマテリアル、歯科模型 |
HP Jet Fusion (MJF) |
Binder Jetting + 熱融合 |
工業部品、筐体、軽量構造 |
Desktop Metal Studio |
Binder Jetting |
金属造形、試作、少量生産 |
3D Systems Projet |
Material Jetting |
デザインモデル、精密プロトタイプ |
Organovo ExVive |
Bio Jetting |
組織工学、再生医療 |
📚 参考文献
- ASTM F2792-12a: Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies
- Stratasys White Papers
- HP JetFusion Technology Guide
- Nature Reviews Materials, Biofabrication Journal