車の部品を3Dプリントできる? プロが教える3Dプリントの方法

Roy Hill 27-09-2023
Roy Hill

車や車のパーツを3Dプリントすることは、とても便利な製造方法なので、効果的にできるのか疑問に思う人も多いでしょう。 この記事では、車のパーツを3Dプリントする際の疑問に答えるとともに、経験者が行っているいくつかの方法を紹介します。

車のパーツを3Dプリントする方法を説明する前に、車のパーツを自宅で3Dプリントできるのか、また車全体を3Dプリントできるのかという一般的な疑問について見ていきましょう。

    自宅で車の部品を3Dプリントできるか? 3Dプリントできる車の部品は?

    車全体を3Dプリントすることはできないかもしれませんが、単独で3Dプリントでき、車の他の部品と組み立てたり接合したりすることができる車の部品があります。

    ユーザーからは、BMWの交換用ボディワークブラケットを印刷したとのこと。 また、カスタムドアノブやアクセサリーを印刷している友人もいるとのことでした。

    F1マシンの部品は、自動車販売店やオンラインで購入すると高価なため、複雑なカーブを実現できる3Dプリンターが多く使われるようになりました。

    また、金属鋳造や金属積層造形によって、自動車のエンジンパーツを3Dプリントすることも可能です。 特に、市場から消えた古いデザインのエンジンパーツは、この方法で形成されることが多いようです。

    ここでは、3Dプリントできる車のパーツを紹介します:

    • サングラス カーサンバイザークリップ
    • バンパーフィックス
    • 10mm 自動車用ボディトリムリベット
    • フロントバンパーライセンスプレートキャップインサートCRVホンダ2004年製
    • ポルシェ ボクスター & ケイマン ユーティリティトレーラー用「隠しヒッチ」アダプター
    • ホンダ CRV 02-05 リアウィンドウワイパーブリッジ
    • ヒュンダイ エラントラ ベントスライド
    • ウインドシールドクリップ BMW車用
    • 車載用スマートフォンホルダー
    • シートベルトカバー ルノー スーパー5 R5 ルノー5 セーフベルト
    • カーロゴ

    普段はアクセサリーが多いですが、大きめの3Dプリンターで実際の車のパーツを3Dプリントすることができます。

    また、「Tesla Model 3」のようなレプリカカーモデルや、「The Batmobile(1989)」や「Mazda 787B(1991)」のようなラジコンカーも3Dプリントできます。

    YouTuberが初めてRCカーを3Dプリントした動画を紹介します。

    3Dプリンターで作る車のパーツは数え切れないほどあるので、ThingiverseやCultsといった3Dプリンター用ファイルサイトで検索して、他の車種をチェックすることもできます。

    下の動画は、ブレーキラインクリップを3Dプリントしたもので、車の部品が3Dプリントできることをさらに示しています。

    皆さんがご存知の人気自動車ブランドのほとんどは、車のパーツやアクセサリーの一部を3Dプリントしています。 車のパーツを3Dプリントするとなると、まずBMWの名前が挙がるでしょう。 彼らは2018年に、個々の3Dプリント車のパーツを100万個以上製造したと発表しました。

    100万個目の3Dプリント部品は、BMW i8 Roadster用のウィンドウガイドレールです。 この部品は、同社のエキスパートが約5日間かけて完成させ、その後すぐに量産体制に入りました。 BMWは、24時間で100個のウィンドウガイドレールを生産できるようになりました。

    その他、自動車部品を3Dプリントする自動車会社は以下の通りです:

    • ロールスロイス
    • ポルシェ
    • フォード
    • ボルボ
    • ブガッティ
    • アウディ

    このような自動車会社が3Dプリンターで自動車部品を作るということは、3Dプリンターで自動車部品を作ることが可能であるということを示しています。

    YouTuberのJordan Payneさんは、Creality Ender 3に耐熱性を高めるABSフィラメントを使って、ダットサン280zの新しいロゴを作ることができました。 Fusion 360というプログラムを使ったのは、その高品質なソフトウェアの結果だと述べています。

    彼がどのようにして車のロゴを3Dプリントすることができたのか、その詳細は以下の動画でご覧いただけます。

    車を3Dプリントできるのか?

    しかし、シャシーやボディ、車内構造など、かなりの部分を3Dプリントすることができます。 エンジンやバッテリー、ギアなど、他の部品も金属部品を3Dプリントすることができますが、すべての部品を3Dプリントすることはできません。

    3Dプリント車の最大の例として、世界初の3Dプリント車「Strati car」があります。 3Dプリントに44時間かかり、部品点数を減らしてプリント成功の可能性を高めるため、1つのパーツで作成されています。

    実際にストラティカーを試乗している動画をご紹介します。

    ランボルギーニから新車のアヴェンタドールをご褒美にもらったお父さんが、息子さんと一緒にアヴェンタドールのレプリカを3Dプリントしました。 約1年半かかりましたが、プロジェクトを完成させて車のレプリカをプリントすることができたそうです。

    父親が900ドルの3Dプリンターを手に入れ、ネットで車種の図を見つけ、耐久性のあるプラスチックでパネルを印刷し、はんだ付けした。 また、ナイロンと炭素繊維のフィラメントで車の内装を作ったという。

    しかし、車輪や小さな電気部品などの可動部品は3Dプリントできないかもしれないと考え、ネットで購入。 試行錯誤の末、ランボルギーニの車「アヴェンタドール」のレプリカを作成することができたのです。

    3Dプリンターは、形を印刷するのが得意で、さまざまな素材から作られるため、複雑な部品やパーツを印刷するのは苦手です。 そのため、評価の高い3Dプリント車の多くは、すべてのパーツが3Dプリントされているわけではありません。

    アヴェンタドールの出来栄えは、動画でご覧いただけます。

    一方、3Dプリンターとハーフロボットのハイブリッド技術を使って、車のハーフサイズのモックアップを3Dプリントすることもできます。 このプロジェクトのコーディネーターを務めるJosé Antonioは、「車のスタイルやデザインを紹介するのに使えるモデルです」と述べています。

    純粋な3Dプリンターでは小さなものしか作れないので、3Dプリンターと素材を曲げることができるロボットをミックスしたシステムです。

    詳しくは下記の動画でご覧いただけます。

    小型車では柔軟なTPUフィラメントで基本的なタイヤを作る車種もありますが、3Dプリンターはまだ改善されても、エンジンやタイヤなどの重要な自動車部品の工法を提供できないと考える人が多いようです。

    車のパーツを3Dプリントして作る方法

    車の部品の一部が3Dプリントできることがわかったところで、車の部品がどのように3Dプリントできるかを知りたいと思うのではないでしょうか。 車の部品をプリントする場合、部品の3Dスキャンから始めると簡単なことが多いです。

    多くの人は、ThingiverseやCultsなどのプラットフォームで既存の自動車部品のデザインを見つけるか、自分で自動車部品を設計するか、既存の自動車部品をスキャンすることから始めることが多いようです。

    3DプリントYouTuberのTeachingTechは、車のエンジンが呼吸するために空気が通過するフィルターであるエアボックスを、自分の車のために3Dプリントしました。

    このユーザーは、まずエアフローメーターを動かしてエアボックスのスペースを確保することから始め、CAD上で主要な機能を正確に配置できるよう、定規を当てて計測の参考になる写真を撮った。

    CADで基本的な寸法にモデリングし、パネルフィルターのゴムパッキンをつかむように設計されたエアボックスの2つの合わせ面をモデルアップしました。

    また、2つのハーフをクランプで固定しながらも、工具なしで取り外しができるシンプルで堅牢な機能を設計しました。

    エンジンボックスの両側は、サポート材なしでプリントできるように設計されており、仕上がりは良好です。

    エアボックスのモデリングと3Dプリントの様子を動画でご紹介します。

    部品のスキャンは、初めて行う場合、少し経験が必要です。 複雑な車の部品をスキャンする前に、より基本的なオブジェクトをスキャンする練習をしたいものです。

    3Dスキャナーをゆっくり動かして、パーツの特徴やディテールを拾い、パーツを回転させながら、すでにスキャンしたパーツの位置から新しい特徴を見つけることができるようにすることが重要です。

    スキャナーの仕様上、小さな特徴を正確に読み取ることができない場合がありますので、そのような特徴を強調する必要があります。

    ここでは、車のパーツを3Dスキャンする方法と、高品質な仕上がりを得るために使えるスキャナーを動画で紹介しますので、ぜひチェックしてみてください。

    下のビデオでは、車のパーツをデザインして3Dプリントする方法をより具体的に紹介しています。

    3Dプリンターで作られた車の値段は?

    LSEVと呼ばれる3Dプリント電気自動車は、シャシー、タイヤ、シート、窓を除いて完全に3Dプリントされており、製作費は7,500ドル。 Stratiカーは、当初製作費が18,000~30,000ドルだったことが知られているが、現在は営業していない。 3D プリントランボルギーニは25000ドル程度であった。

    3Dプリント車のコストは、車を作るための材料に大きく依存します。 また、3Dプリントする車の体積にも依存します。

    車のほとんどの部品が3Dプリントされれば、車は相対的に安くなる。

    ベスト3Dプリントカーモデル(無料)

    Thingiverseのデザイナーstunner2211は、ダウンロードして自分で3Dプリントできる素晴らしい3Dプリントカーモデルを集めたCar Galleryを作成しました:

    • サリーンS7
    • メルセデスCLA 45 AMG
    • フェラーリ エンツォ
    • ブガッティ・シロン
    • フェラーリ812スーパーファスト
    • ハマーH1

    これらはすべて無料でダウンロードできますので、ぜひご覧になってみてください。

    自動車部品に最適な3Dプリンター

    さて、一部のカーパーツが3Dプリントできることがわかったので、それをプリントするのに最適な3Dプリンターを紹介しましょう。 私が見つけたカーパーツに最適な3Dプリンターは、Creality Ender 3 V2とAnycubic Mega Xです。

    高品質で耐久性のある自動車部品を高精度かつ正確にプリントできることが分かっています。

    もっと深く知りたい方は、7 Best 3D Printers for Automotive Cars & Motorcycle Partsという記事を書きましたが、以下、手っ取り早く使えるものを選んでみました。

    クリエイティヴ・エンダー3 V2

    ここでは、Creality Ender 3 V2を3Dプリントカーパーツとして活用するための品質を紹介します。

    • ダイレクト押出機・ホットエンドの組立てが良い。
    • STL、OBJなど主要なファイルに対応しています。
    • USBメモリにプリインストール可能なスライサーソフトウェア
    • 静音性の高いマザーボードを搭載
    • 自動ベッドレベリング機能付き
    • クイックヒーティングホットベッド
    • PLA、TPU、PETG、ABSをサポートします。
    • 素早く簡単に組み立てられる

    この3Dプリンターの面白いところは、突然の停電や故障があっても、最後の層から印刷を再開できることで、時間の節約や廃棄物の削減ができることです。

    また、高安全な電源のため、電圧の急上昇がプリンターに影響することはありません。

    また、静音性に優れたマザーボードを採用し、低騒音で高速印刷を実現。 自宅でカーパーツを印刷する際にも、最小限の音で印刷することができます。

    Creality Ender 3 V2に付属するカーボランダムガラスプラットフォームは、プレートへのプリントの密着性を高め、最初のプリント層を滑らかにするクイックヒートホットベッド機能に寄与しています。

    エニキュービックメガX

    Anycubic Mega Xは、その名の通り、大きなサイズで、高い品質と耐久性を備えています。 パワフルで、故障することなく、長い間作業することができます。

    ここでは、このプリンターの特筆すべき品質を紹介します:

    • 大きな印刷量とサイズ
    • X軸とY軸のデュアルスクリューロッドデザイン
    • レジュメ印刷機能
    • 安定した回転数で強力な押出機
    • 3Dプリンターキット
    • 強力な押出機
    • 強度の高いメタルフレーム

    Anycubic Mega Xでは、フィラメントがなくなった場合、ワンタップで再装填できます。 3Dプリンターはスマートアラームをオンにし、自動的に印刷を一時停止するので、一時停止したところから再開することができます。

    そのため、印刷中にフィラメントが切れても、最初からやり直す必要はありません。

    また、TPUやPLAを使用することで、素晴らしい印刷結果を得ることができます。

    あるユーザーは、プリンターが完全に組み立てられている状態に近く、セットアップに約5分、さらに締め付け、水平、好みの状態に調整するのに10~20分しかかからなかったと述べています。 その結果、ほとんど何もせずに完璧な印刷ができたといいます。

    また、プリンターの音が比較的静かで、作業がしやすい、ソフトウェアが付属している、オンラインサポートが充実している、などの声もありました。

    多くのユーザーが、プリンターの組み立てが簡単だと言っていました。なぜなら、プリンターにはたくさんのスペアパーツや工具が同梱されているので、箱を開けて組み立てて、何かを印刷することができるのです。

    自動車部品に最適なフィラメント

    車の部品は熱に弱いので、車の部品を3Dプリントするときは、太陽や熱で溶けやすい素材やフィラメントを使用しないようにします。

    ASAフィラメント

    私が車載用部品として高い効果を実感しているフィラメントは、アクリロニトリル・スチレンアクリレート(ASA)です。 高い耐紫外線性と耐熱性が知られており、車載用機能部品の製造に使用できます。

    ここでは、ASAがカーパーツ用フィラメントとして最適な品質を持つことを紹介します。

    • 高い耐紫外線性と耐候性
    • 特殊なマットで滑らかな仕上がり
    • 約95℃の耐高温性
    • 高い耐水性
    • 耐衝撃性、耐摩耗性に優れた高い耐久性

    AmazonでPolymaker ASA Filamentのスプールを入手できます。 高品質で知られるかなりの人気ブランドです。 現在400以上のレビューがあり、執筆時点で4.6/5.0と評価されています。

    PLA+を使用していた多くのユーザーがこのASAに乗り換え、こんなフィラメントがあるのかと驚きました。 特に、夏の暑い日に外や車の中で熱に負けないものを作りたいと考えていたようです。

    PLA+は車の中や外で反ってしまうし、PETGもうまく使えなかった。 そんな時、ネットの動画で、このフィラメントが車のエンジンルームの中で使われていて、エアフィルターのシュラウドとして使われていて、うまく機能しているのを見つけた。

    ASAフィラメントの良いところは、プリントのしやすさです。 このユーザーは、加熱されたエンクロージャーを持っていませんでしたが、反りの問題はありませんでした。 PLAと同じようにプリントでき、ABS(耐候性の低いバージョン)と同じように機能するそうです。

    耐熱性に優れた機能的で耐久性のあるフィラメントをそれなりの価格で購入したいのであれば、ぜひAmazonでPolymaker ASAフィラメントを試してみてはいかがでしょうか?

    関連項目: 3Dプリンター用STLモデルの分割・切断方法について

    また、このフィラメントを使用した別のユーザーは、ASAプリントを理解すると使いやすくなり、ABSに比べて臭いが少なく、高温の車内でも安定していると言っています。

    他にも多くのユーザーが、ASAフィラメントが自分にとって使いやすかったと証言しています。

    ポリカーボネートフィラメント(PC)

    ポリカーボネートフィラメント(PC)も自動車部品に適した素材であり、多くのユーザーがこのフィラメントを自動車用途に最適な素材の1つと評価しています。

    要求の厳しいプロトタイピングの要件、ツール、フィクスチャーに適しています。 また、シールド、絶縁コネクター、コイルフレームなど、さまざまな種類の機械装置や電気部品の製造に適しています。

    このフィラメントは、自動車部品に必要な強靭さ、強度、耐久性を備えています。

    ポリカーボネートのガラス転移温度は110℃前後で、車内の熱や直射日光にも十分耐えられます。

    関連項目: Apple(Mac)、ChromeBook、コンピュータ&ノートパソコンに最適な3Dプリンター7選

    PCフィラメントの最大の長所は、適切な3Dプリンターでかなり簡単にプリントでき、高い耐熱性、強度、耐久性を持つことです。

    ポリメーカーポリカーボネートフィラメントのスプールは、Amazonでお得な価格で購入できます。 製造時に丁寧に巻かれているので、絡まる心配はありませんし、乾燥・真空パックされているので、吸湿性も低くなっています。

    Roy Hill

    Roy Hill は、3D プリンティングの情熱的な愛好家であり、3D プリンティングに関連するあらゆる事柄について豊富な知識を持つ技術の第一人者です。この分野で 10 年以上の経験を持つロイは、3D デザインとプリンティングの技術を習得し、最新の 3D プリンティングのトレンドとテクノロジーの専門家になりました。ロイは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) で機械工学の学位を取得しており、MakerBot や Formlabs など、3D プリンティングの分野で評判の高い企業数社で働いてきました。また、さまざまな企業や個人と協力して、業界に革命をもたらしたカスタム 3D プリント製品を作成してきました。ロイは、3D プリントへの情熱のほかに、熱心な旅行者であり、アウトドア愛好家でもあります。彼は家族と一緒に自然の中で過ごすこと、ハイキング、キャンプを楽しんでいます。余暇には、若いエンジニアを指導し、人気ブログ「3D Printerly 3D Printing」を含むさまざまなプラットフォームを通じて 3D プリンティングに関する豊富な知識を共有しています。