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家庭用3Dプリンタは、何に使うもの?

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新規作成日 2016-10-06
最終更新日

家庭用3Dプリンタの用途は、SNSやブログを見る限り、ある程度明確になってきたように感じます。

1つの用途は、模型の制作です。プラモデルや人物、動物、キャラクター・フィギュア、建築物模型を作成している方、オリジナル作品を作成しているかたが、道具の1つとして使用されていることが多いように感じます。

一方で、機械模型や何らかの機械の作成に活用されている方がいます。

具体的には、モーターを作成する際に使用する、コイルを巻く枠とモーターケース。熱帯魚水槽の自作フィルター用の配管ジョイント、実際に3Dプリンターでは、3Dプリンターで出力されている部品が使われていることがあります。

電子基板のケースの作成などを作成されている方がいます。

どの用途も、純粋な趣味の方ではなく、作品を販売されているような、プロやセミプロに近い方のように思えます。

そして、家庭用3Dプリンターについての情報発信をされている方は、NCルーターやNCフライスも合わせて持っている方が、多いように感じます。

3Dプリンタの用途の例

  • 自作のフィギュアや模型
  • 住宅・建築物、工場レイアウトの検証のための模型
  • ハンドルなど人が触る部分の形状の検証をする模型
  • 機械部品の機能や大きさを確認するための模型
  • 簡単なプラスチック部品や器具の作成
  • (シルバージュエリーなどの)型の作成
  • 歯科治療に使用する義歯の制作

使い道が見つけられない。興味本位で購入し、手軽に手に入るダウンロードできるデータをある程度印刷してみたが、その段階で満足し、興味がしぼんでしまってそのまま使っていないということにならないためにも、購入前に、使用目的を明確にしておきましょう。

家庭用3Dプリンタは、SNSやブログを見る限り、トラブルが起きるもののようです。

購入初期は、正常に動作していても、使っていくうちにうまく動作しなくなり、修繕が必要になります。うまく動作しなくなった時点で、使用することを諦めてしまった方は、一定数いるようです。

購入価格が多少高くても、壊れにくく、調整の必要が少ない機種を選んだほうが、立体モデルを出力することに集中できます。

3Dプリンタを使用する目的は、大きく2つに別れます。3Dプリンタのような、メカトロ系の興味を満たす目的とフィギュアや模型などもでんリングした形状を出力する目的です。

前者は、3Dプリンタ、NCルータ、ロボットハンド、プロッター、レーザー加工機などを作成することを目的とした機構や電子回路、制御プログラムの理解や検討に興味の中心があります。

後者は、立体作品を出力することを目的としており、作品を出力するための工程の1つとして、3Dプリンターを捉えています。その結果、改造やメンテナンスは、限りなく手間と時間を裂きたくないものの、作品を出力するための工程の1つとして、考えています。

装置の種類

実際に主に利用することができるのは、以下の3種類です。

  1. DLP, SLA(光造形法)

    光硬化樹脂(主にアクリル樹脂)をレーザーで重合させ形状を作成します。最も古くから使用されています。

  2. 粉体固着法

    石膏や澱粉を接着剤で固めていくもの、樹脂や金属粉をレーザーで溶融させて固めていくものがあります。

  3. FDM(熱溶解積層法)

    溶かした樹脂を押し出して立体を作成するものがあります。

小型で低価格の家庭で利用できる装置は、1の光造形法と3の溶融物堆積法の装置があります。大型の装置や粉体固着法の装置は、3D-プリントサービスで利用することになります。

最近低価格な機種が登場するようになりました。しかし、低価格な装置は、装置の調整や改造、出力条件の検討、装置の修理の手間が多く必要な傾向があります。装置の修理は、部品の交換を伴うことが多いので、状況によっては、本体価格に匹敵するほどの交換部品を交換していく必要がある場合があるそうです。

日本に販売代理店が、あれば、日本語でのサポートや国内での修理、部品購入時の送料などの負担が下がります。より積極的なサポート体制を持つ代理店が扱っている商品を選択したほうが幸せになれる可能性が高いです。

小型で低価格の家庭で利用できる装置は、1の光造形法と3の溶融物堆積法の装置があります。大型の装置や粉体固着法の装置は、3D-プリントサービスで利用することになります。

使い方の概要

オープンソースの3Dプリンタ

fdmタイプしか、存在をしりませんが、3Dプリンタの構造は、オープンソースとして提供されている機種があります。

それにより、多くのメーカーが生産し、改造部品や改造方法が提供され、より使いやすいものになっていくという考えに基づいています。

その始まりになったのが「RepRap プロジェクト」です。 複数の形式の3Dプリンターが、オープンソースとして提供されています。そして、実際に、このデータを元に、3Dプリンターが作成され、販売されています。

Ultimakerも、「Ultimaker2Extended」のオープンソースデータを提供しています。

さがせば、他にも、3Dプリンターのオープンソースデータが公開されているかもしれません。

出力作品価格

素材が高いので大きなものを作成するには、ほとんどの場合、別の方法で作成したほうが安くなります。 データ納入から、形状作成までの時間が短いところに優位点があります。

小さなものを作成する際に、使用することに向いています。また、モデルの中身を空洞にして材料の使用量を減らして、材料の消費を減らす方法も取られます。

また、様々な種類の材料が販売されていますので、目的に合わせて選択する必要があります。

3Dプリンタで出力するためののCADモデル

個人で入手できる価格の3Dプリンタが、数多く販売されています。その殆どは、RepRap プロジェクトであり、オープンソースです。

RepRap プロジェクト

CADデータは、STL形式で配布されていることが多いです。

3D-CADを使っている人の中には、使用している3Dモデルを使っている3D-CADでモデリングし、アセンブリしてみたいと考える人もいると思います。配布されているSTLデータを元に部品をモデリングし、アセンブリしてみるのもよいかと思います。

それぞれの3D-CADで、モデリングしたデータを実際に公開されている方がいます。

スライサー

STL形式のモデルデータを輪切りにしたデータに変換するスライサーと呼ばれるプログラムで、完成する形状の制度に大きな違いがあるようです。

Simplify3Dを使用している方が多いようです。

  • Simplify3D

    サポート除去の容易さに定評がある

  • Simplify3D 日本代理店
  • Slic3r

    精度があまり良くなく、サポート除去が困難らしい(バージョンの更新により状況が変化することに注意して下さい)

  • KISSlicer

    精度は良いか、サポート除去が困難らしい(バージョンの更新により状況が変化することに注意して下さい)

  • ChiTu

    DLP向けのスライサ。

出力形状の確認でよく使用されているモデルデータ

3Dプリンタを使用する方が、設定やフィラメントの違いで、出力形状の違いを確認するためのデータがあります。 独自のデータを作成してもいいのですが、よく使われているモデルを使用すると比較が容易です。

活用例

バーチャルワールド:3Dプリンタ関連(外部サイト)

積極的に、3Dプリンタで作成した作品を紹介してる数少ないサイト。歴史的な建造物の模型を作成してその写真を公開している。

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