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3Dプリンター買っちゃった

最近巷で噂の「3Dプリンター」を購入してみました。
ボタンを押すだけでいろんなものが出てくる魔法の機械・・・はとんだ勘違い。
まさかこれを買ったことによって、マスクに防護メガネ、軍手装備、ジャージ姿で車庫に籠ることになろうとは・・・。

3Dプリンターについて

3Dプリンターは、大きく分けて5つの種類に分類されます。

光造形方式

光造形は紫外線で硬化する液体樹脂を使う積層方式で、レーザーを照射しながら造形していくのが特徴です。造形精度がとても高く、微細な形状を表現できるので、複雑な形の造形物も得意としています。時間がかかりやすく本体も高額になりがちですが、とても人気のある種類で、日本で最も普及しています。

インクジェット方式

液状の紫外線硬化樹脂をヘッドから噴射させたあと、紫外線を照射して一層一層硬化させて積み重ねていく方式です。紙の印刷に用いられるインクジェットプリンターの原理を応用したもので、精度が高く細かな造形ができますし、サポート材の除去も簡単です。ただし維持費が高額になりやすいことがデメリットです。

粉末焼結方式

粉末状の材料にレーザーを照射して焼結させていく方式です。銅やニッケル、チタンなどの金属やナイロンなどの粉末樹脂など、さまざまな種類の材料が使えるメリットがあります。ただし他の方式とは違い、造形後には高圧のエアを使って残った粉末を除去する手間がかかり、滑らかな質感を求められるものには向きません。

熱溶解積層方式

粉末状の材料にレーザーを照射して焼結させていく方式です。銅やニッケル、チタンなどの金属やナイロンなどの粉末樹脂など、さまざまな種類の材料が使えるメリットがあります。ただし他の方式とは違い、造形後には高圧のエアを使って残った粉末を除去する手間がかかり、滑らかな質感を求められるものには向きません。

粉末固着(接着)方式

接着剤と粉末を交互に吹き付けて積層する粉末固着方式。造形スピードが速く、フルカラーで建築モデルやフィギュアを作ることが可能です。使用する材料は石膏粉末のため、ランニングコストが安く1キロ500~1,000円程度で購入できるのも魅力的。作った造形物が壊れやすく脆いのが難点ですが、仕上げとして硬化剤を使用し強度を上げることも可能。発色が求められる造形物作成に向いています。

選ばれたのは「熱溶解積層方式」でした。

家庭用で使われるのは光造形方式、熱溶解積層方式のどちらかになりますが、

・初心者向き
・安い
・機械が小さい

の理由から、熱溶解積層方式の3Dプリンターを購入しました。

BIQU-Magician 3Dプリンター

https://www.amazon.co.jp/gp/product/B07554JMRJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o05_s00?ie=UTF8&psc=1
プリンターと付属品揃えて3万円程度と格安でした。
組み立てた状態で届くので、すぐに印刷することが出来ます。

でんっ

先ほど少し説明しましたが、熱溶解積層方式は、PLA樹脂やABS樹脂を高温で溶かし、ノズルから出力させながら一層ずつ重ねていくことで立体物を造形する方式です。
プリンターも低価格、材料も低価格で、家庭用3Dプリンターでは最もよく使われています。

上についてるホースみたいなやつが、素材です。

熱溶解積層方式で使われる素材は、2種類あります。
フィラメントと呼ばれます。

PLA樹脂

トウモロコシ等に含まれるデンプンなどの植物由来のプラスチックで、
100%土に還る、究極のエコ素材です。
出力は安定しやすく、初心者向きでしょう。
生活用品等を作るのに向いています。

ABS樹脂

PLA樹脂よりも熱に強い、衝撃に強い、曲げても平気、加工がしやすい素材です。
出力時は反りやすく、割れやすく、湿度に気を遣う必要があります。PLAに比べてちょっと難易度が高いです。
やすりで削りやすいので、プラモデルやフィギュアなど、印刷後に加工するものはこちらが向いています。

印刷時の手順

3Dデータを作成

使っているのは、おなじみ「blender」です。

3Dデータを配布しているサイトもあります。

https://www.thingiverse.com/
3Dデータ共有サイトです。
無料でダウンロードできるものもあります。

3Dプリンター用データに変換

blenderの機能で、3Dプリンター用のデータに変換することが出来ます。
(.stl) 形式でインポートを行い、3Dプリンター用のソフトで編集します。

(ソフトはプリンター購入時についてきました。)
ここでは大きさ、向き、密度など設定します。

土台を準備

印刷を成功させるのに最も重要な、土台を準備します。
樹脂がしっかり土台に固定されないと大変なことになります。(後ほど画像をお見せします)

固定するために使うものは
ノリ、マスキングテープ、専用のプラットフォーム
中には整髪料を使う人も。
皆それぞれ工夫されているようです。

私は専用のプラットフォームを貼り、まだ滑るのでのりを塗っています。

ダイソーで買える、オススメののりはこちら!

スティックのり 強力タイプ 接着力2倍

乾くのが早く、塗ったあと表面が良い感じにザラザラしているので、土台をしっかり支えてくれます。

ちなみに、地面に接着していないものを作成するとき、柱を立てることで造形物を支えます。
完成後は、手で切り取ることができます。

よくある失敗集

印刷ボタンを押した後も、安心してはいけません。
むしろここからが戦いです。

データ作成時の注意

3Dデータに不備があると、思っているのと違うものが出力されてしまうことがあります。

穴が開いている

面が完全に閉じていないと、物体として認識されません。

厚みがない

一見形があるように見えて、幅0mm。
これでは印刷してくれません。
平面で作成したあとは、必ず厚みをつけましょう。

ノズルの高さを調節

ノズルが低い場合

ノズルが高い場合

正しいノズルの高さ

フィラメントがちゃんと出ているか

フィラメントが途中で詰まってしまったり、出る量が多い、少ないがあると形が崩れてしまいます。
出る量がおかしい場合は、プリンターの温度を調節しましょう。

土台にしっかりくっついているか

先ほど準備した土台に、フィラメントがしっかりくっついているか見守りましょう。
作成物が途中で倒れてしまうと、こういうことになります。

ノズルが低かったせいで引っかかってしまい、造形物が途中で倒れてしまっていました。

ついに印刷!

3Dプリンター 10倍速

印刷完了!

ハサミで柱や、はみ出した樹脂を切り取ります。

表面処理・色塗り・接着等

印刷に失敗してしまった部分や、積層痕を埋める処理をします。

オススメは、タミヤ 光硬化パテ

普通のパテより値段は高いですが、
LEDライトで照らせば一瞬で固まるため、作業がはかどります。
指につくとベタベタします。

パテ→やすり→パテ→やすり
と、何度か繰り返して表面が綺麗になったら、サーフェイサーを吹きかけて整えます。臭いです。

※この作業を行うときはマスクを着用し、換気しながら行いましょう。
一度室内で何もつけずにやっていたら、大量に吸い込んで大変な目にあいました。

着色料オススメ

家庭用3Dプリンターでは、フルカラーの印刷はできません。
いろんな色の作品を作りたい場合は、自分で着色するか、フィラメントを使い分ける必要があります。

ダイソー ACRYLIC PAINT アクリル絵の具

乾くと耐水性になります。
水をつけないで使いましょう。
絵の具はこれ一強。

色を塗ったらトップコートで仕上げ

最後に吹きかければ、良い感じの見た目に仕上がります。

100均に売っている、マニキュア用のトップコートでも可!

完成ー!

会社のロゴができました。
何に使うんでしょう。

ついでにロゴを置くための台も作りました。
インタパークロゴ&ロゴスタンドのセットが完成です。
何に使うんでしょう。

接着剤オススメ【PLA樹脂】

作ったものを接着するのに、オススメの接着剤を紹介します。

※接着する前に少しヤスリで削ると上手くくっつく気がします。
アクリサンデー

アクリサンデー アクリル接着剤 注入器付

こちらは一番強力にくっついてくれました。
くっつくというより一体化してます。

お水みたいなので、ちょっと扱いが難しいです。
くっつくまでけっこう時間がかかります。
あと臭い(;`ω´)

スコッチ 強力瞬間接着剤

アクリサンデーを使う前に、仮止めとしてこれを使っています。
少し押さえてるだけでくっついてくれるので、使い勝手が良いです。
塗るのも簡単なので、気軽に使えます。
ただし、これだけだと力を入れるだけで取れてしまいます。

★作品披露★

サブラインキーホルダー

stardew valley より 内装ミニチュア

ガンダムUC

なめこ
雪の結晶
かまくら

ねこ輪ゴムかけ
stardew valley より ジュニモコースター

雪の結晶
音符キーホルダー
undertale より フラウィー

使ってみた感想

3Dプリンターがどんどん開発され、楽器を作ったり、家を建ててしまったり、食品を印刷するプリンターの開発も進んでいるそうです。

家庭用の3Dプリンターも開発され、広まりつつあるものの、印刷するにはスキルも必要ですし、印刷時の手間が思ったよりかかります。
普及するにはまだまだハードルの高いのかなと思いました。

でも、自分で想像したものが物体となって出てくるのは、すごく楽しいです。
何も考えなければ使い道はありませんが、アイディア次第で無限大に活用方法があるのは、インターネットが生まれた頃と似ている感じがしますね。

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