誰も興味が無いであろう「3Dプリンター」について

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3Dプリンター

普通の紙に印刷するタイプでは平面でしか印刷できないけど、3Dプリンターは立体的に印刷できるものです。

業務用だと数十万~数百万円するものまであります。
そんなもの普通の人にはなかなか手が出ないので、家庭用の安いタイプの物も販売されています。
家庭用だと安い物で1万円ぐらい~10万円ぐらいまであります。

家庭用3Dプリンターの値段の差は造形物をつくる時の精度に差があるものだと思います。
後は造形する物の大きさでしょうか、小さい物だと10×10×10cm、大きい物だと20×20×20cmほどになります。

オートレベリング機能とかノズルが2つ付いてる物とかが高級品にあたります。

ここからは家庭用の3Dプリンターについて話を進めていきます。
業務用の高い奴は触ったことないのでどのような仕組みかわからないので。

造形方式

家庭用の3Dプリンターには大きく分けて2種類あります。

・FDM(熱融解積層方式)

これは私が購入した3Dプリンターになります。

その名の通り熱により樹脂を溶かして、ノズルと言う針の先ぐらい穴の開いたものから溶かした樹脂を押し出して上方向に積層していく方式です。

フィラメントと呼ばれる直径1.75mmの樹脂の棒をノズルに供給し、ノズル付近で樹脂を溶かして押し出すことで造形物を作り上げていきます。
※フィラメントとはわかりやすく言えば釣りで使うリール、糸を巻いてある部分のような物です。

基本的に下から上へ積層していきます。

・SLA(光造形)

レジンと言う液体を使います。
レジンはマニキュアなとによく使われる、紫外線を当てると固まる液体です。

容器にレジンを入れて、造形物の形に添って光を照射していき造形物を作り上げていきます。

FDM方式は下から上へ向かって積層していくのに対して、SLAは上から釣って逆さまに積層していきます。

FDM(熱融解積層方式)とSLA(光造形)の比較

FDM(熱融解積層方式)

熱により樹脂を溶かして積層していくので後片付けが楽、造形に失敗してもまた最初からやり直せばいいだけ。
溶かした樹脂が固まる際に収縮するので、それによりステージから剝がれたりして失敗の原因となる。

ノズルの先端が0.2mmなのでそれより小さい物は印刷できない。
私の3Dプリンターでは1mmより小さいのは無理、1mmでもかなり荒くなる。

溶かした樹脂を上方向に積み上げているだけなので積層跡が残りやすい、造形物の側面がガタガタになっている。
私はこのガタガタもいいアクセントになっていると思うので、それほど気にしていません。

設定するパラメーターがめちゃくちゃ多い、安い3Dプリンターを買うと初期設定ではまともに印刷できないらしいので、このパラメーターを探すのに心が折れる人もいるらしい。

SLA(光造形)

SLAは液体を扱うので、片付けが大変、印刷が完了したら周りに付着しているレジンをアルコール洗浄して紫外線で2次硬化させる必要があります。
※印刷完了時は表面が柔らかい状態なので、それを固めるために紫外線を照射する、太陽光でも固まるらしい。

造形が奇麗、細かい部分まできれいに印刷できるが、家庭用の光造形プリンターではFDMほど大きい物は印刷できない。

共通

両方ともに言えることは3Dプリンターはかなりの時間がかかる、20×20×20cmの物を印刷しようと思ったら約1日はかかると思った方がいいです。
小さい物でも1時間とかは普通にかかります。

造形物はネットに「stl」というファイルで落ちているので必要なものがあればそこからダウンロードすればいいのですが、自分オリジナルの物を作ろうと思ったら3D CADを使って設計しなければいけません。
3D CADはそんなに難しいものではありませんが、初見で使えるようなものでもないので、ある程度勉強しないと思った通りの物は作れないと思います。

四角い物なら簡単に作れますが、曲線を書くとなったら難易度MAXになります。
私も曲線はまだ手を出していませんので、勉強中です。

FDM(熱融解積層方式)を使ってみての感想

小さい物はいくつか印刷してみた結果、とりあえず設計通りにできているので今のところ満足しています。

使っているうちに色んな問題点が見えてくるので、そこを何とか設定でカバーできないかと印刷設定をいじくりまわして試行錯誤しています。

ここで書いていたらキリが無いので省略しますが、この設定をいじってきれいに印刷するのも私は楽しくやっています。
私は印刷前の3D CADで設計している時が一番楽しいのですけどね。

ここで書いたことはほんの一部です、細かく言えば書ききれないほどありますので「こんなめんどくさい事やってるんだ」程度に読んでください。

興味がある方は検索すればいくらでも出てきますので、プロの方々のサイトを見て下さい。

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