3D プリンティングは革新的なツールとして登場し、建築プロジェクトへの取り組み方や学生の分析方法、テクノロジーとの関わり方に革命をもたらしました。領域をナビゲートする 3Dプリンタ このテクノロジーは急速に進化しているため、教育目的で利用するのは困難を伴う場合があります。さらに、メーカーが多数あるため、正確な教育ニーズに最も適したプリンターを特定することが困難になる場合があります。
この完全なガイドは、適切な製品の選択に関連する重要な側面をナビゲートするのに役立ちます。 3Dプリンタ 教育現場向け。
目次
3Dプリンターとは何ですか?
世界の3Dプリンター市場の概要
3Dプリントの主な種類
教育に最適な 3D プリンターを購入する方法
まとめ
3Dプリンターとは何ですか?
3D プリンターは、デジタル デザインまたはバージョンに従って 3 次元オブジェクトを構築する革新的なデバイスです。これらは積層造形の原理に基づいて機能します。これには、プラスチック、樹脂、金属、その他の基板などの材料を使用して XNUMXD モデルを層ごとに再構築する前に、XNUMXD モデルをデジタル的にスライスすることが含まれます。
この付加的なアプローチにより、複雑なデザインをマテリアルの世界に正確に再現できるため、3D プリンターは非常に汎用性が高く、教育を含むさまざまな業界で役立ちます。
世界の3Dプリンター市場の概要
による フォーチュンビジネスインサイト、世界の 3D プリンティング市場は 22.40 年に 2023 億米ドルと評価され、105.99% の CAGR で 2030 年までに 24.9 億米ドルに成長すると予想されています。
3D プリンターの需要は、自動車、医療、航空宇宙、教育業界におけるイノベーションなど、いくつかの要因によって加速されています。これらの業界は、プロトタイピング、カスタマイズ、製造手順を合理化できる 3D プリンティングを採用しています。問題のあるデザインを作成し、生地の無駄を減らし、オンデマンド製造を容易にするこの技術の多用途性も、世界中での高い需要に貢献しています。
3Dプリントの主な種類
1.ステレオリソグラフィー（SLA）
SLA テクノロジーは、UV レーザーを使用して液体樹脂を固化させ、さまざまな業界での使用に適した高解像度のオブジェクトを生成します。しかし、 SLA 3D プリンター 複雑な細部を備えたオブジェクトを作成する能力により、エンジニアリング業界や歯科業界で特に評価されています。 SLA は、20 時間あたり平均 80 ～ XNUMXmm の印刷速度を実現し、そのスムーズな動作速度が際立っています。ただし、材料の選択肢や洗浄と硬化が制限されているため、すべての要件に最適な方法ではない可能性があります。
2.選択的レーザー焼結（SLS）
SLS 技術は、レーザーを使用して粉末状の物質を溶融するため、製造業や機械部品の製造で広く使用されています。丈夫で複雑なプリントを実現できる一方で、 SLS 3D プリンター 平均して 10 時間あたり 20 ～ XNUMX mm の遅い速度で動作します。デバイスの価格が高いにもかかわらず、SLS はその広範な代替布地と堅牢な要素を作成する能力で際立っています。
3. 溶融堆積モデリング (FDM)
FDM テクノロジーは熱可塑性フィラメントを溶かし、ノズルから射出することで、よりシンプルで、より利用しやすく、低価格の印刷方法となります。主に教育業界やプロトタイピング業界で使用されています。プリンターは、40 時間あたり平均 150 ～ XNUMX mm の可変速度で、適切な強度のオブジェクトを作成できます。 FDM 3D プリンター 層の歪みが見られる低解像度のプリントが生成される傾向があります。これらの欠点にもかかわらず、豊富な生地の選択肢と使いやすさを誇ります。
教育に最適な 3D プリンターを購入する方法
1。 コスト
の価格 3Dプリンタ 学術用はブランド、品質、種類によって大きく異なります。エントリーレベルのプリンタの価格は 200 ～ 500 ドルです。これらのモデルは初心者や自習室の環境に適しています。追加の機能と大規模なビルドボリュームを備えた中級レベルのプリンターは、より複雑な印刷に対応し、800 ～ 2,000 米国ドルになります。最後に、より大きな造形体積、より優れた解像度、マルチクロス互換性などの高度な機能を備えた高品質のアカデミック 3D プリンタは、5,000 米ドルを超える可能性があります。
2。 応用
プリンターが提供する必要がある学術用途を正確に理解することで、どの 3D プリンターを購入すべきかが決まります。学術的な場面では、 3Dプリンタ STEM の概念を教えたり、さまざまな分野のプロトタイプを作成したり、実践的な学習体験を促進したりするのに役立ちます。デザインに関する教育を目的とする場合、高解像度と精度を備えたプリンタが不可欠となる場合があります。一方、STEM イニシアチブが主に使用される場合は、価格、使いやすさ、ファブリックの互換性の間のバランスがより重要になる可能性があります。
3. 材質の適合性
さまざまな教育イニシアチブにはさまざまな教材が必要です。入門レベル 3Dプリンタ PLA と ABS を使用する傾向があります。ただし、必要な印刷の複雑さに応じて、PETG、TPU、さらには強化されたハウスを備えた複合材料などのより高度な物質が必要になる場合があります。材料の適合性を評価することで、プリンターがさまざまな教育イニシアチブに重要な材料に対応できることが保証されます。
4. 印刷スペース
印刷スペース、つまりビルド量によって、印刷できるオブジェクトの最大長が決まります。入門レベル 3Dプリンタ 基本的なタスクに適した、約 6x6x6 インチの小さな構造体積を提供します。ビルド ボリュームが大きくなると、12x12x12 インチを超えるオブジェクトが生成されることが多く、超大型でより複雑なプリントに対応します。
5。 解決
解像度によって、プリンターが達成できる詳細レベルが決まります。入門レベル プリンター 解像度は約 100 ～ 200 ミクロン (0.1 ～ 0.2 mm) ですが、より高品質のモデルでは 20 ～ 50 ミクロン (0.02 ～ 0.05 mm) のより細かい解像度を実現できます。解像度が高いことは、複雑な詳細を必要とする個別のデザインやモデルに有益であり、選択したプリンタの種類が学術環境での使用目的を反映していることが重要になります。
6。 速度
印刷速度は、複雑さや選択した設定などの要因によって異なります。入門レベル 3Dプリンタ 毎秒約 40 ～ 150mm の速度で印刷する傾向があります。工業用グレードの 3D プリンタは 500 秒間に XNUMXmm を超えることがありますが、高速化すると印刷品質が低下する可能性があります。特に効率性と高品質の印刷物が求められる教育現場では、品質とペースのバランスが重要です。
7。 品質
印刷物の満足度は、その精度、表面仕上げ、構造の完全性によって決まります。より高度なプリンタは、より滑らかな仕上がり、より高い精度、より丈夫なプリントを提供する傾向がありますが、多くの場合、コストが高くなります。選択したプリンタがマスタリングの目標に適合していることを確認するには、印刷品質と教育要件の間のバランスを評価することが不可欠です。
まとめ
最高のものを選ぶ 3Dプリンタ コスト、材料の互換性、必要な学術用途など、さまざまな要素に細心の注意を払う必要があり、これらの要素が STEM への取り組み、設計基準、または望ましいカリキュラムの統合に関する印刷会社の能力を決定します。
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