マテリアルジェッティングとは？特徴5つを解説

• 「マテリアルジェッティングとは、どんな3Dプリンター方式なの？」
• 「材料噴射法やMJ方式とは違うの？」
• 「光造形やFDMと比べて、どんな特徴があるの？」

と疑問に感じている方も多いのではないでしょうか。

実は、マテリアルジェッティングは、材料を細かく噴射しながら積層する3Dプリント方式で、高精細な造形やフルカラー表現に向いている点が大きな特徴です。

結論から言うと、マテリアルジェッティングは、見た目の再現性や色表現を重視した模型・フィギュア・試作品などに適した方式ですが、強度やコスト面では用途に応じた判断が必要です。

この記事では、マテリアルジェッティングの基本的な仕組み、材料噴射法との関係、代表的な特徴5つ、光造形やFDM方式との違い、向いている用途や外注前に確認したいポイントまで、初心者にもわかりやすく解説します。

【マテリアルジェッティングとは？材料を噴射して積層する3Dプリント方式】

①マテリアルジェッティングの基本的な意味

英語では「Material Jetting」と表記され、3Dプリンターの造形方式のひとつに分類されます。

イメージとしては、紙にインクを吹き付けるインクジェットプリンターの考え方に近く、平面ではなく立体物を作る点が大きな違いです。ノズルから材料を少しずつ出し、薄い層を何度も重ねることで、最終的な形を作ります。

マテリアルジェッティングでは、主に光で固まる樹脂やワックス系材料などが使われます。噴射した材料をUV光などで硬化させるため、細かな形状を再現しやすく、表面も比較的なめらかに仕上がりやすい特徴があります。Material Jettingは、材料の液滴を選択的に配置する積層造形プロセスとして説明されており、UV光で硬化させながら造形する方式として紹介されています。

そのため、マテリアルジェッティングは、単に形を作るだけでなく、見た目の再現性や細部の表現を重視する造形に向いています。製品デザインの確認用モデル、建築模型、医療模型、キャラクターフィギュア、フルカラー模型など、完成後の見た目が重要になる用途で使われることがあります。

ただし、すべてのマテリアルジェッティング方式がフルカラーや複数材料に対応しているわけではありません。対応できる色表現、材料、造形サイズ、透明表現などは、使用する3Dプリンターの機種によって異なります。そのため、外注する場合は「マテリアルジェッティング対応」と書かれているだけで判断せず、どのような仕上がりに対応しているかを確認することが大切です。

②材料噴射法・MJ方式・Material Jettingとの関係

マテリアルジェッティングを調べていると、「材料噴射法」「MJ方式」「MJT」「Material Jetting」など、似た言葉が出てきます。これらはまったく別の方式を指しているというより、同じ系統の造形方式を日本語・英語・略称で表している場合が多いです。

「Material Jetting」は英語表記で、「材料噴射法」はその意味を日本語で表した呼び方です。「MJ方式」はMaterial Jettingの頭文字を取った表現として使われます。また、文脈によっては「MJT」と表記されることもあります。

初心者の方は、まず次のように理解すると整理しやすくなります。

マテリアルジェッティングとは、材料を噴射して積層する方式の総称です。材料噴射法、Material Jetting、MJ方式は、基本的に同じ系統を説明する言葉として扱われます。

ただし、メーカーやサービスによっては、独自の技術名や商品名を使っている場合があります。たとえば、同じ材料噴射の考え方を使っていても、使用する材料、色の再現方法、サポート材の除去方法、造形精度は機種によって変わります。

そのため記事や外注サービスを見るときは、「呼び方」だけで判断するのではなく、実際に何ができる方式なのかを確認することが重要です。特にフルカラー造形を検討している場合は、カラー表現に対応しているか、テクスチャ付きの3Dデータを扱えるか、透明や半透明の表現が可能かまで確認すると、仕上がりのイメージと実物の差を減らしやすくなります。

③インクジェット方式に近い考え方で造形する

マテリアルジェッティングの特徴を理解するうえで、もっともわかりやすいのがインクジェットプリンターとの比較です。インクジェットプリンターは、紙の上にインクを細かく噴射して文字や画像を印刷します。マテリアルジェッティングは、この考え方を3Dプリントに応用し、材料を一層ずつ重ねて立体物を作ります。

ただし、紙に印刷するインクジェットとは違い、マテリアルジェッティングでは噴射した材料をその場で硬化させます。多くの場合、液体状の樹脂を噴射したあと、UV光を当てて固めます。この作業を何度も繰り返すことで、薄い層が積み重なり、最終的に立体物になります。

この方式の強みは、材料を細かく制御しやすい点です。必要な場所に必要な量の材料を配置できるため、細部の再現性や表面の仕上がりに優れた造形がしやすくなります。また、機種によっては複数の材料や色を組み合わせられるため、フルカラーの外観確認モデルにも活用できます。Mimakiの3Dプリンターでは、UV硬化インクジェット方式により、鮮やかな色表現やなめらかな表面を特徴として紹介されています。

一方で、マテリアルジェッティングは、家庭用のFDM方式のように低コストで気軽に大量造形する用途よりも、見た目の品質や細かな表現を重視する用途に向いています。造形方式の特徴を理解しておくことで、「きれいに見せたいモデルなのか」「強度を重視した部品なのか」「価格を抑えたい試作品なのか」といった目的に合わせて、適切な方式を選びやすくなります。

【マテリアルジェッティングの仕組み】

①液体状の材料をノズルから噴射する

マテリアルジェッティングでは、まず3Dデータをもとに、どの位置に材料を配置するかを制御します。プリントヘッドに備わったノズルから、液体状の材料を小さな粒として噴射し、造形する部分にだけ材料を置いていきます。

FDM方式のように熱で溶かしたフィラメントを押し出すのではなく、液体に近い材料を細かく吹き付ける点が特徴です。これにより、細かな形状や薄い層を表現しやすくなります。

また、造形物の形によっては、空中に浮いた部分や複雑な形状を支えるためにサポート材も同時に使われます。サポート材は完成後に取り除くため、最終的に必要な本体部分だけが残ります。

②UV光などで材料を硬化させる

ノズルから噴射された材料は、そのままでは形を保ちにくいため、UV光などを使って硬化させます。光で固まる材料を使うことで、噴射した直後の形を保ちやすくなり、次の層を重ねられる状態になります。

この「噴射して硬化する」という流れが、マテリアルジェッティングの基本です。材料を置いてから固めるまでの工程を繰り返すため、形状を細かく制御しやすく、表面の段差も目立ちにくくなります。

ただし、硬化の方法や材料の種類は機種によって異なります。一般的にはUV硬化樹脂が使われることが多いですが、すべての機種が同じ材料に対応しているわけではありません。耐熱性、透明感、色表現、硬さなどは、使用する材料とプリンターの仕様によって変わります。

③薄い層を積み重ねて立体物を作る

マテリアルジェッティングは、1回の噴射で完成形を作るのではありません。薄い層を作り、その層を硬化させ、さらに次の層を重ねることで立体物を作ります。これは3Dプリンター全般に共通する「積層造形」の考え方です。

層を細かく重ねられるほど、曲面や細部をなめらかに表現しやすくなります。そのため、マテリアルジェッティングは、見た目の美しさや細かなディテールを確認したいモデルと相性がよい方式です。

たとえば、キャラクターの表情、製品デザインの曲面、建築模型の細部、医療模型の形状確認など、視覚的な情報が重要な場面で活用しやすくなります。

④サポート材を除去して仕上げる

造形が完了したあとは、サポート材を取り除いて仕上げます。サポート材とは、造形中に本体を支えるための補助材料です。複雑な形状や張り出した部分がある場合、サポート材がないと造形中に形が崩れる可能性があります。

サポート材の除去方法は、使用するプリンターや材料によって異なります。手作業で取り除く場合もあれば、機種によっては水溶性のサポート材を使い、水で除去しやすくしている場合もあります。Mimakiの3Dプリンターでは、水溶性サポート材を使うことで、細かな部分を保護しながらサポート材を除去しやすい点が紹介されています。

このように、マテリアルジェッティングは「材料を噴射する」「硬化させる」「層を重ねる」「サポート材を除去する」という流れで造形します。仕組みを理解すると、なぜ高精細な造形やフルカラー表現と相性がよいのかがわかりやすくなります。

【マテリアルジェッティングの特徴5つ】

①高精細な造形に向いている

マテリアルジェッティングの大きな特徴は、細かな形状を再現しやすいことです。ノズルから材料を小さな粒として噴射し、必要な場所に少しずつ配置していくため、繊細なディテールを表現しやすくなります。

たとえば、キャラクターフィギュアの顔の凹凸、製品サンプルの細いライン、建築模型の窓枠や段差、医療模型の複雑な形状など、見た目の情報が重要なモデルと相性がよい方式です。

FDM方式のように樹脂を線状に押し出す方式では、ノズル径や積層ピッチによって細部の再現に限界が出る場合があります。一方、マテリアルジェッティングは液滴を制御して積層するため、細かな表現を得意とします。

ただし、高精細に造形できるかどうかは、3Dデータの作り方にも左右されます。元データの形状が荒い、ポリゴン数が少ない、テクスチャが適切に設定されていない場合は、プリンターの性能を十分に活かせません。マテリアルジェッティングを使う場合でも、造形に適した3Dデータを用意することが重要です。

②表面がなめらかに仕上がりやすい

マテリアルジェッティングは、表面が比較的なめらかに仕上がりやすい方式です。薄い層を積み重ねながら材料を硬化させるため、FDM方式で見られるような大きな積層痕が目立ちにくくなります。

もちろん、3Dプリンターである以上、完全に積層の影響がなくなるわけではありません。しかし、見た目を重視する模型や試作品では、表面のなめらかさが仕上がりの印象に大きく関わります。特に、塗装や撮影、展示、プレゼンで使うモデルでは、表面品質の差が伝わりやすくなります。

マテリアルジェッティングは、製品の外観確認や意匠確認にも使いやすい方式です。形だけでなく、曲面の見え方、凹凸の印象、細部のバランスを確認しやすいため、デザイン段階の検討にも役立ちます。

Mimakiの公式情報でも、フルカラーUV硬化インクジェット方式により、鮮やかな色表現となめらかな表面を作れることが示されています。特に見た目の完成度が重要な造形では、こうした表面品質が大きな判断材料になります。

③フルカラー造形に対応できる機種がある

マテリアルジェッティングは、機種によってフルカラー造形に対応できる点も特徴です。ただし、すべてのマテリアルジェッティング方式がフルカラーに対応しているわけではないため、使用する機種やサービス内容の確認が必要です。色付きの材料やインクを使うことで、造形時に色を表現できる機種があります。

従来の3Dプリントでは、単色で造形したあとに塗装するケースも多くあります。しかし、フルカラー対応のマテリアルジェッティングでは、3Dデータに設定された色やテクスチャをもとに、造形時点で色を再現できます。そのため、後から手作業で塗装しなくても、完成イメージに近いモデルを作りやすくなります。

この特徴は、キャラクターフィギュア、人物フィギュア、地形模型、建築模型、医療模型、商品サンプルなどに向いています。色の違いによって情報を伝えたい場合や、見た目の印象を確認したい場合に活用しやすい方式です。

たとえばMimaki 3DUJ-553は、1,000万色以上のフルカラー表現、水溶性サポート材、透明表現に対応する3Dプリンターです。フルカラーや透明表現が必要な場合は、使用する機種の対応範囲を事前に確認することが大切です。

④複数材料を使える場合がある

マテリアルジェッティングには、複数の材料を使える機種があります。材料をノズルから噴射する方式のため、機種によっては異なる性質の材料を組み合わせ、硬さや色、透明感などを変えたモデルを作れる場合があります。

たとえば、硬い部分と柔らかい部分を分けたり、透明感のある部分と色付きの部分を組み合わせたりすることで、より実物に近い確認用モデルを作りやすくなります。これは、製品デザインや外観確認の場面で役立ちます。

ただし、複数材料に対応しているかどうかは機種によって異なります。マテリアルジェッティングであれば必ず複数材料が使える、というわけではありません。使える材料の種類、組み合わせ、色の再現範囲、透明表現の見え方は、それぞれの機種やサービスによって変わります。

そのため、外注時には「マテリアルジェッティング対応」とだけ確認するのではなく、使いたい色・素材感・透明表現に対応しているかを具体的に確認する必要があります。Material Jettingは多材料・多色造形に対応できることが強みとして紹介される一方で、実際の対応範囲は機種や材料によって変わります。

⑤見た目の確認用モデルに使いやすい

マテリアルジェッティングは、見た目の確認用モデルに使いやすい方式です。高精細な形状、なめらかな表面、色表現に対応できる機種があるため、完成品に近い印象を確認しやすくなります。

たとえば、商品企画の段階では、図面や画面上の3Dデータだけでは質感やサイズ感が伝わりにくいことがあります。マテリアルジェッティングで立体化すると、実際に手に取って形状や色のバランスを確認できます。社内プレゼンや顧客提案でも、視覚的に伝わりやすい資料として使えます。

また、フィギュアや模型のように見た目の印象が重要な造形では、塗装前提の単色モデルよりも、フルカラーで造形できる方式の方が完成イメージを共有しやすくなります。特に、デザイン確認、展示会サンプル、説明用模型では、見る人に意図を伝えやすい点がメリットです。

一方で、見た目の再現性に強いからといって、すべての用途に向くわけではありません。強度や耐熱性、長期使用を重視する部品では、他の方式を検討した方が適している場合があります。マテリアルジェッティングは、機能部品よりも外観確認や表現重視の造形に向いた方式として理解すると選びやすくなります。

【マテリアルジェッティングと他の3Dプリンター方式の違い】

①FDM方式との違い

一方、マテリアルジェッティングは、液体状の材料を噴射して硬化させながら造形します。そのため、FDM方式よりも細かな表現やなめらかな表面を得やすい傾向があります。特に、見た目の確認やフルカラー表現を重視する場合は、マテリアルジェッティングの方が適しているケースがあります。

ただし、FDM方式は実用品の試作や簡易治具、サイズの大きい造形物に向く場合があります。マテリアルジェッティングは見た目の再現性に強みがある一方、コストや材料特性の面では用途に応じた判断が必要です。

②光造形方式との違い

マテリアルジェッティングも光で材料を硬化させる点では似ていますが、材料を「噴射する」点が異なります。光造形方式では、タンク内の液体レジンを面や点で硬化させて造形します。一方、マテリアルジェッティングでは、ノズルから材料を必要な場所に噴射して積層します。

光造形方式は高精細な単色モデルや透明系レジンの造形に使われることがあります。マテリアルジェッティングは、機種によってフルカラーや複数材料表現に対応できる点が特徴です。そのため、色や質感まで含めて外観を確認したい場合は、マテリアルジェッティングが候補になります。

③バインダージェット方式との違い

マテリアルジェッティングは、造形材料そのものをノズルから噴射します。つまり、両者は「何かを噴射する」という点では似ていますが、噴射しているものが異なります。

バインダージェット方式は、石膏系フルカラー模型や金属部品の造形などで使われることがあります。一方、マテリアルジェッティングは、樹脂やワックス系材料を使った高精細な外観モデルに向いています。名前が似ていて混同しやすいため、材料を噴射するのがマテリアルジェッティング、結合材を噴射するのがバインダージェット方式と覚えると整理しやすくなります。

④方式比較は用途に合わせて考える

3Dプリンターの方式は、それぞれ得意分野が異なります。どの方式がよいかは、作りたいものの目的によって変わります。

見た目の再現性、色表現、細部の仕上がりを重視する場合は、マテリアルジェッティングが有力な選択肢になります。一方、強度や耐熱性を重視する場合、低コストで試作したい場合、大型の部品を作りたい場合は、FDM方式や粉末焼結方式などが適することもあります。

重要なのは、方式名だけで判断しないことです。マテリアルジェッティングは高精細でフルカラー表現に対応できる機種がある一方、材料の種類や強度、費用には制限があります。自分の目的が「見た目の確認」なのか、「実用部品として使うこと」なのかを整理してから選ぶと、失敗を防ぎやすくなります。

【マテリアルジェッティングが向いている用途】

①フルカラー模型やフィギュア制作

マテリアルジェッティングは、フルカラー模型やフィギュア制作に向いている3Dプリント方式です。特に、色や細部の表現が仕上がりの印象を左右する造形物では、マテリアルジェッティングの特徴を活かしやすくなります。

たとえば、人物フィギュア、キャラクターフィギュア、地形模型、建築模型、文化財模型、展示用サンプルなどは、形だけでなく色の再現性も重要です。単色で造形したあとに手作業で塗装する方法もありますが、複雑な模様や細かな色分けがある場合は、塗装に時間と技術が必要になります。

フルカラー対応のマテリアルジェッティングでは、3Dデータに設定された色やテクスチャをもとに、造形時点で色を再現できます。そのため、写真やイラスト、3Dスキャンデータをもとにしたフィギュア制作でも、完成イメージに近い状態を確認しやすくなります。

ただし、すべての色や質感を完全に再現できるわけではありません。画面上の色と造形物の色では見え方が異なる場合があり、透明パーツや細かな模様はデータの作り方によって仕上がりが変わります。フルカラー模型やフィギュアを依頼する場合は、対応データ形式、テクスチャの有無、色の再現範囲を事前に確認することが大切です。

②製品デザインや試作品の見た目確認

マテリアルジェッティングは、製品デザインや試作品の見た目確認にも適しています。画面上の3Dデータやレンダリング画像だけでは、実際のサイズ感、曲面の見え方、手に取ったときの印象を判断しにくい場合があります。

実物に近い形で造形すると、社内確認や顧客提案の場で説明しやすくなります。特に、外観デザインを確認する段階では、強度よりも見た目の再現性が重視されることがあります。マテリアルジェッティングは、細かな形状や表面のなめらかさを表現しやすいため、デザインレビュー用のモデルと相性がよい方式です。

また、フルカラー対応の機種であれば、色分けやロゴ、模様を含めた外観確認にも使えます。製品パッケージ、雑貨、ノベルティ、筐体デザインなど、色や印象が購買判断に関わる製品では、実物に近いモデルを用意することで検討が進めやすくなります。

ただし、試作品といっても、動作確認や耐久試験に使うモデルには注意が必要です。マテリアルジェッティングは外観確認に強みがありますが、荷重がかかる部品や高温環境で使う部品には別方式が適する場合があります。目的が「見た目の確認」なのか「機能の確認」なのかを分けて考えることが重要です。

③建築模型や医療模型などの説明用モデル

建築模型や医療模型のように、情報を視覚的に伝えるモデルにもマテリアルジェッティングは使いやすい方式です。細かな形状や色分けを表現しやすいため、専門的な内容を相手にわかりやすく説明する場面で役立ちます。

建築模型では、建物の形状だけでなく、壁面、窓、屋根、周辺環境、敷地の高低差などを立体で確認できます。色分けされた模型であれば、図面だけでは伝わりにくい完成イメージを共有しやすくなります。プレゼンや展示、施主への説明資料としても活用しやすいです。

医療模型では、骨、臓器、血管、病変部位などを色分けして表現することで、形状や位置関係を理解しやすくなります。教育用、説明用、シミュレーション用など、視覚的な理解が重要な場面で効果を発揮します。

ただし、医療用途では、使用目的によって求められる精度や材料条件が異なります。説明用モデルとして使う場合と、実際の治療計画や手術支援に関わる場合では、必要な確認項目が変わります。専門用途で使う場合は、造形サービス側とデータ精度、用途、納期、仕上がり条件を事前に共有することが必要です。

④展示会やプレゼン用サンプル

展示会やプレゼン用サンプルにも、マテリアルジェッティングは向いています。展示会では、短時間で相手の興味を引き、製品や企画の魅力を伝える必要があります。その際、実物に近い立体サンプルがあると、言葉や画像だけでは伝わりにくい情報を補えます。

特に、色や形状が重要な商品では、フルカラーの立体サンプルがあることで、完成後のイメージを共有しやすくなります。まだ量産品がない段階でも、マテリアルジェッティングで外観モデルを作れば、商談や社内承認の材料として使えます。

また、プレゼン用のモデルは、耐久性よりも見た目の説得力が重視されることがあります。マテリアルジェッティングは細部の再現や表面品質に強みがあるため、説明用サンプルやコンセプトモデルに適しています。

一方で、展示会までのスケジュールが短い場合は、データ修正や見積もり、造形、納品にかかる時間を早めに確認する必要があります。特にフルカラー造形では、形状だけでなくテクスチャや色データの確認も必要になるため、余裕を持って準備することが大切です。

【マテリアルジェッティングの注意点】

①強度重視の実用部品には向かない場合がある

マテリアルジェッティングは、高精細な造形や見た目の再現性に強みがある方式ですが、強度を最優先する実用部品には向かない場合があります。特に、荷重がかかる部品、衝撃を受ける部品、屋外で長期間使う部品、熱が加わる部品では、材料特性を確認する必要があります。

見た目の確認用モデルでは十分に使える場合でも、実際に力がかかる用途では、割れや変形、摩耗が問題になることがあります。そのため、治具、機械部品、耐久試験用パーツなどを作る場合は、FDM方式、SLS方式、金属3Dプリントなど、別の方式が適するケースもあります。

マテリアルジェッティングを選ぶときは、「形が作れるか」だけでなく、「完成後にどのように使うか」を明確にすることが重要です。外観確認用であれば適していても、実用品として使う場合は、強度、耐熱性、耐水性、耐候性などを確認してから判断する必要があります。

②造形費用が高くなりやすい

マテリアルジェッティングは、家庭用FDM方式などと比べると、造形費用が高くなりやすい方式です。高精細な造形やフルカラー表現に対応できる一方で、使用する材料、機械、メンテナンス、サポート材、造形時間などの影響で、費用が上がる場合があります。

特にフルカラー造形では、単純な形状の単色モデルよりも、データ確認や色再現に手間がかかります。また、サイズが大きいモデル、サポート材が多く必要な形状、細部が複雑なモデルでは、費用が高くなることがあります。

ただし、価格だけで判断すると、目的に合わない方式を選んでしまう可能性があります。たとえば、見た目の完成度が重要なプレゼン用モデルを低コスト重視で作ると、仕上がりが十分でなく、社内説明や顧客提案に使いにくくなる場合があります。

マテリアルジェッティングは、価格の安さよりも、見た目の再現性や説明力を重視したいときに検討する方式です。費用を比較するときは、単純な造形単価だけでなく、塗装や後加工の手間、提案資料としての使いやすさまで含めて考えると判断しやすくなります。

③材料や色表現は機種によって異なる

マテリアルジェッティングといっても、使える材料や色表現は機種によって異なります。フルカラーに対応している機種もあれば、単色や特定材料を中心に使う機種もあります。透明表現、柔らかい材料、複数材料の組み合わせに対応できるかどうかも、プリンターの仕様によって変わります。

そのため、「マテリアルジェッティングならフルカラーで作れる」と一括りに考えるのは避ける必要があります。外注先によって、対応できるデータ形式、色の再現範囲、透明パーツの扱い、サポート材の除去方法、最大造形サイズが異なります。

特にフルカラー造形では、画面で見ている色と、実際に造形された色の見え方が異なる場合があります。モニターの発色、3Dデータのテクスチャ設定、材料の発色、照明環境などが影響するためです。

依頼前には、過去の造形事例や対応形式を確認し、自分が作りたいモデルの色や素材感が再現できるかを相談することが大切です。

④データ作成やテクスチャ設定に注意が必要

マテリアルジェッティングで良い仕上がりを得るには、3Dデータの作り方も重要です。特にフルカラー造形を行う場合、形状データだけでなく、色やテクスチャの情報が正しく設定されている必要があります。

たとえば、OBJ形式で入稿する場合は、形状データだけでなく、MTLファイルやテクスチャ画像が必要になることがあります。これらのファイルが不足していると、色が反映されなかったり、意図しない見た目で造形されたりする可能性があります。

また、データに穴あき、重複面、内部面、非多様体、極端に薄い部分などがあると、造形エラーにつながる場合があります。見た目がきれいな3Dデータでも、3Dプリントに適していない構造になっていることは珍しくありません。

マテリアルジェッティングは細かな表現に強い方式ですが、元データに問題があると、その特徴を十分に活かせません。依頼前には、対応データ形式、テクスチャのリンク、モデルの厚み、パーツの一体化、不要なゴミデータの有無を確認しておくと安心です。