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3DプリンターでPLAフィラメントを利用すると、以下のようなメリットがあります。

ノズル詰まりが起きにくい
PLAフィラメントは非常に硬い素材のため、ノズル詰まりが起きにくいです。

3Dプリンターのノズル詰まりは、TPUフィラメントなど柔らかくコシが弱い素材で起きます。なぜなら、フィラメントが搬送される経路で曲がってしまい、正しくノズルに達しないためです。この現象をジャミングと呼びます。


ジャミングが起きると、ノズルを分解してメンテナンスをしなければいけずに大変です。このような手間を省けることもPLAフィラメントの魅力で、初心者の方が扱いやすい素材として知られています。

造形品質が安定しやすい
PLAフィラメントは熱収縮性が低く反りが起きにくいです。フィラメントを熱で溶かして造形物で出力するときに熱収縮することがないため、寸法通りに造形できます。


熱収縮性が高い素材を使用すると「途中まで造形が上手くいっていたのに、熱収縮で反りが起きてしまった」などの悩みを抱えやすいです。熱収縮性が低いPLAフィラメントを使用すれば、造形中の悩みを抱えずに済みます。

低価格で購入できる
PLAフィラメントは500g当たり2,500円と低価格で購入できます。他の素材と比較しても低価格です。低価格で購入できるため、気軽に利用できるフィラメントとして人気があります。

また、「PLAマット」「PLAシルク」「PLA木質」など種類が豊富で、利用目的に応じたものを選べます。
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3Dプリンターの仕組みや基礎知識について解説をしたところで、ここから主な7つの造形方式についてご紹介していきます。

3Dプリンターの基本の造形の仕組みが頭に入っていれば、それぞれの造形プロセスや違いがよくわかるはずです。

材料押出方式／熱溶解積層方式（FDM方式）
3Dプリンターで、現在最も主流な造形方式が、材料押出方式／熱溶解積層方式です。

材料として使用するのは、フィラメントと呼ばれる熱可塑性樹脂を固めた紐状のもの。

ノズルから溶かしたフィラメントを押し出し、一筆書きの要領で一層一層積み上げていきます。

フィラメントは扱いやすく、また、純正品だけでなく、サードパーティ製のフィラメントもたくさん販売されており、材料の選択肢が豊富なのも魅力の一つ。

ノズルが2つ付いた製品であれば、造形物とサポート部を別の材料で造形することができます。

デメリットとしては、積層部分の凹凸が目立ちやすいことと、造形物の強度は比較的高いのですが、積層方向に対して垂直の力に弱いことが挙げられます。

液槽光重合方式／光造形方式（SLA方式／DLP方式）
液槽光重合方式／光造形方式は、3Dプリンターの造形方式の中で最初に実用化された方式で、材料押出方式／熱溶解積層方式と同じく、現在主流の造形方式です。

紫外線で固まる光硬化性樹脂を満たしたプールの中にステージをセットし、UVライトやレーザーを照射することで一層分ずつ硬化して積層していきます。

上からUVライトやレーザーを照射して、ステージの上に造形物ができるタイプと、プールの下から照射して、ステージの下に宙吊りになるように造形物ができるタイプがありますが、後者の製品の方が一般的です。

SLA方式とDLP方式では、一度に照射できる面積が違い、SLA方式は点で、DLP方式は面で照射をするため、DLP方式の方が造形スピードが速いです。

液槽光重合方式／光造形方式のメリットは、高精度で滑らかな造形物を作れること。また透明度の高い造形物や大型の造形物にも対応しています。

一方、洗浄が必要であったり、造形物とサポート部が同じ材料のため、手作業で除去する必要があったりと後工程に手間がかかります。

材料噴射方式／マテリアルジェッティング（インクジェット方式）
材料噴射方式／マテリアルジェッティングは、紫外線で固まる光硬化性樹脂をインクヘッドから噴射し、UVライトを照射して硬化というプロセスを繰り返して積層していく造形方式です。

光硬化性樹脂を使用して紫外線で硬化するのは、液槽光重合方式／光造形方式と同じですが、液槽光重合方式／光造形方式は、液体の樹脂を満たしたプールにステージを浸ける、材料噴射方式／マテリアルジェッティングは、ステージに材料を噴射するという、材料の供給方法に大きな違いがあります。

高精細で滑らかな造形物を作れるほか、色や材料を混ぜることができるため、フルカラーでの着色や材料を混合した造形物の製作が可能です。

また造形物とサポート部の材料を別のものにできるため、除去の手間は少ないですが、造形する過程で空洞になる部分全てにサポート剤が必要なため、ややコストがかさみます。

結合剤噴射方式／バインダージェッティング（インクジェット方式）
結合剤噴射方式／バインダージェッティングは、ステージに粉末材料を敷き詰めて、インクヘッドから接着剤（バインダー）を噴射するというプロセスを繰り返して積層していく造形方式です。

材料噴射方式／マテリアルジェッティングと似た造形方式ですが、使用する材料が粉末であることと、インクヘッドから噴射するのが接着剤（バインダー）であるという点が大きく異なります。

造形物は粉末を接着しただけの非常に脆い状態のため、必要な強度に応じて、改めて接着剤を塗布したり、接着剤に付け込んだりと言った含浸処理を行います。尚、敷き詰めた粉末材料が支えになるため、サポート部を造形する必要がありません。

結合剤噴射方式／バインダージェッティングでは、粉末であればどんな材料でも使用できるため、石膏や砂だけでなく、金属粉末を使用できたり、食品を製造できる「3Dフードプリンター」の開発も進められています。また接着剤（バインダー）に着色料を混ぜることで、フルカラープリントも可能です。

粉末床溶融結合方式／粉末焼結方式（SLS方式）
粉末床溶融結合方式／粉末焼結方式は、結合剤噴射方式／バインダージェッティングのバインダーが、レーザー光線や電子ビームに置き換わったものと考えるとわかりやすいと思います。

ステージに粉末材料を敷き詰め、レーザー光線や電子ビームを照射して焼結するというプロセスを繰り返して、積層していきます。

粉末材料を敷き詰めるため、基本的にサポート部は不要なのですが、金属粉末で造形する場合はサポート部を造形する必要があり、その除去作業はなかなか大変です。

またデメリットとして、健康被害や事故を防ぐために必要な設備が多く、導入が大掛かりになってコストもかさむということが挙げられます。

シート積層方式
シート積層方式は、薄いシート状の材料をスライスの輪郭に沿ってカットし、接着しながら積み重ねていく造形方式です。

材料は紙が主流ですが、シート状の金属や樹脂も使用できます。

材料のシートが積み重ねられた中から造形物を取り出す必要があるため、後工程で不要部分の除去作業が必要になります。

指向性エネルギー堆積方式／レーザーデポジション
指向性エネルギー堆積方式／レーザーデポジションは、金属3Dプリンターに使用される造形方式です。

金属粉末の噴射とレーザービームの照射を同時に行い、溶けた金属を積層、凝固させて造形していきます。

一から造形するだけでなく、摩耗部分を肉盛り修復する加工（レーザークラッディング）も可能です。

造形できる形状に制限があり、サポート部が必要になるようなデザインの造形には向きません。また造形精度もそれほど高くないため、使用用途が限られます。

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