3Dプリンターとは？3Dデータから立体物を造形する仕組み【基本情報技術者試験】

まず結論

3Dプリンターは、3Dデータを基に材料を積み重ねるなどして、実際の立体物を作る装置です。

科目Aでは、「実物を造形する」なら3Dプリンター、「実物の形を読み取る」なら3Dスキャナーと切り分けます。

例えば、パソコンで設計した小さな部品を実際に手に取れる形にしたいとします。

3Dデータ（設計した形）
    ↓
造形用のデータに変換
    ↓
3Dプリンターが材料を積み重ねる
    ↓
実物の部品ができる

紙に文字や画像を印刷する一般的なプリンターとは異なり、3Dプリンターが作るのは厚みのある立体物です。

3Dプリンターは、3次元の形状データを基に材料を付加して立体物を造形する技術（積層造形）を利用します。

代表的な方式には次のようなものがあります。

方式	何をする？
熱溶解積層方式（FDM/FFF）	熱で軟らかくした樹脂などを押し出し、層を重ねる
光造形方式	液体の光硬化性樹脂に光を当て、必要な部分を硬化させる
粉末床溶融結合方式	粉末材料の必要な部分をレーザーなどで溶融・結合する

3Dプリンターは必ず熱で樹脂を溶かす装置、というわけではありません。 方式によって材料や固め方が異なります。

また、3Dデータはそのまま造形するとは限りません。実際には造形方向や層ごとの加工経路などを決める処理が必要です。

問題文では、技術が何を入力し、何を出力するかに注目すると選択肢を絞れます。

「3D」という語だけで決めず、造形・測定・投影という動詞を見るのがポイントです。

3Dプリンターは、製品の試作品、形状確認用の模型、治具、個別の形状に合わせた部品などの製作に使われます。

例えば、CADで設計した部品の形状を確認したいとき、3Dプリンターで試作品を作ると、画面上だけでは分かりにくい大きさや持ちやすさを確かめられます。

3Dスキャナーで実物を読み取ったデータを、必要に応じて修正して3Dプリンターで造形することもあります。

関連する画像・形状の表現技術は、CG技術の全体像で整理しています。

違います。

3Dプリンター：データ → 実物
3Dスキャナー：実物 → データ

入力と出力が逆です。両方を組み合わせて使うことはありますが、役割は異なります。

違います。プロジェクションマッピングは建物などの表面に映像を投影して見え方を変える技術です。物体そのものを造形するわけではありません。

違います。熱溶解積層方式は代表例の一つで、光造形方式などもあります。「立体物を造形する」という共通の役割を先に押さえます。