基本情報技術者 2019年 春期 午前(科目A) 問12
問題文
3Dプリンタの機能の説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア:高温の印字ヘッドのピンを感熱紙に押し付けることによって印刷を行う。
イ:コンピュータグラフィックスを建物、家具など凹凸のある立体物に投影する。
ウ:熱溶解積層方式などによって、立体物を造形する。(正解)
エ:立体物の形状を感知して、3Dデータとして出力する。
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3Dプリンタの造形方式【午前解説】
正解の理由
正解: ウ
ウは「熱溶解積層方式などによって、立体物を造形する。」とあり、これは3Dプリンタの代表的な動作原理そのものです。3Dプリンタは設計データ(3Dモデル)に従って材料を部分ごとに積層(加法)し、最終的に立体物を得る装置です。熱溶解積層方式(FDM)はフィラメントを加熱溶融して押出し、層ごとに固める代表例であり、ウの説明は正確です。
ウは「熱溶解積層方式などによって、立体物を造形する。」とあり、これは3Dプリンタの代表的な動作原理そのものです。3Dプリンタは設計データ(3Dモデル)に従って材料を部分ごとに積層(加法)し、最終的に立体物を得る装置です。熱溶解積層方式(FDM)はフィラメントを加熱溶融して押出し、層ごとに固める代表例であり、ウの説明は正確です。
解法ステップ
- 選択肢中のキーワードを確認:「印字」「投影」「造形」「形状を感知」。
- 各キーワードが意味する装置を頭の中で対応づける(印字→2Dプリンタ、投影→プロジェクタ、造形→3Dプリンタ、感知→3Dスキャナ)。
- 問題文(3Dプリンタの機能)と一致する説明を選ぶ。造形(物を作る・積層する)と明示した選択肢を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア: 「高温の印字ヘッドのピンを感熱紙に押し付ける」→ 感熱式プリンタ(2D)やドットインパクトの類似説明であり、紙への2次元印刷の説明。3Dプリンタではない。
- イ: 「コンピュータグラフィックスを建物、家具など凹凸のある立体物に投影する」→ プロジェクションマッピングなど視覚投影技術の説明で、物体を形成する機能はない。
- ウ: 「熱溶解積層方式などによって、立体物を造形する。」→ 3Dプリンタの本質を正しく述べており正解。
- エ: 「立体物の形状を感知して、3Dデータとして出力する」→ これは3Dスキャナ(リバースエンジニアリングや測定用機器)の機能であり、プリンタの機能とは逆である。
よくある誤解
- 「3Dプリンタは物体の形を読み取って3Dデータを出力する」と混同する受験者が多いが、それは3Dスキャナの機能でありプリンタとは逆の役割です。
- 「プリンタ=印刷機」だけで考え、熱で印字する熱転写式(感熱紙)を想定してしまうと、2Dと3Dを区別できないことがある。
- 「投影する」とあると立体表現と勘違いしやすいが、実際は視覚的表示(プロジェクションマッピング)であり造形ではない。
補足コラム
- 代表的な3Dプリンタ方式:
- FDM(熱溶解積層方式): 熱で溶かしたフィラメントを押出して積層する。家庭用や試作向け。
- SLA(光造形): 光で液体樹脂を硬化させて造形する。高精度・滑らかな表面。
- SLS(粉末焼結): 粉末材料にレーザを照射して部分的に焼結する。強度が必要な部品向け。
- 3Dプリンタは「造る(製造)」が目的であり、3Dスキャナは「読み取る(測定・データ化)」が目的である点を区別すると実務でも役立ちます。
- 試験対策のコツ:用語(造形=造る、スキャン=読む、プロジェクション=投影、印字=紙への文字)をセットで覚えると正答率が上がります。
FAQ
Q1: 3Dプリンタと3Dスキャナは同じ機器ですか?
A1: いいえ。3Dプリンタは設計データから立体物を造る装置、3Dスキャナは実物の形状を読み取ってデータ化する装置です。
A1: いいえ。3Dプリンタは設計データから立体物を造る装置、3Dスキャナは実物の形状を読み取ってデータ化する装置です。
Q2: 熱溶解積層方式(FDM)はどんな素材を使いますか?
A2: 主にプラスチック系フィラメント(PLA、ABS、PETGなど)を加熱して溶融・押出して造形します。
A2: 主にプラスチック系フィラメント(PLA、ABS、PETGなど)を加熱して溶融・押出して造形します。
Q3: 投影で立体に見せる技術は3Dプリンタになりますか?
A3: いいえ。プロジェクションマッピングなどは視覚的に立体感を与える技術で、物理的に造形する3Dプリンタとは別物です。
A3: いいえ。プロジェクションマッピングなどは視覚的に立体感を与える技術で、物理的に造形する3Dプリンタとは別物です。
関連キーワード: 3Dプリンタ、熱溶解積層方式、FDM、光造形、SLA、SLS、加法製造、積層造形、3Dスキャナ、プロジェクションマッピング、感熱プリンタ、造形方式、3Dモデリング

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