[Tips] 3Dプリントの5つのコツ(XYZprinting daVinci nano w)

今回はあまり間をあけずに更新!
ということで、気づかないうちに約2か月も間が空いてしまった前回の反省を踏まえて、気になるネタがあったときにどんどん更新しようと思います。
(という形で出だしを準備していたのに、記事を書いている間に数日たって月一な感じになってしまっていますが…)

さて、まずはこちらの写真をご覧ください。
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見ての通り、裁断機です。
学校やオフィスにあるような大型のものがなぜ自宅にあるか。
自炊用に購入したからです。

で、この裁断機、重量が実に10Kgオーバー。かなりの重量級です。
腰痛持ちにはつらい。
おまけに、足が短いため床との間に指が入らず、持ちにくいし移動の際に指を挟むこと必至。
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ということで、じゃーん!
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ホームセンターで購入してきた小さなキャスターを四つ角につけて、車輪で移動できるようにしました。
で、注目していただきたいのはこちら。キャスターを取り付けるためのパーツです。

こんな特殊な形状のものは市販されていませんので、自分でサイズを測って、モデリングして、3Dプリントしました。
なかなかうまくできた!
と思ったのもつかの間。
動かしてみたら結局外れてしまってダメじゃん!という状態でがっかりしている私がいます…。orz

が、そんなことでめげているわけにもいきませんので、気を取り直しまして。

3Dプリンタですが購入して4か月ほどたって、色々と出力してみて、結構コツみたいなものがつかめてきました。

そんなわけで、今回は標記の通り、3Dプリントのコツを、自分のメモもかねてまとめておきたいと思います。

注意点としては、私が利用しているのはあくまでタイトルにも書いていますが、XYZprinting社の daVinci nano w となります。
ほかのプリンタでも同じような形でこのコツが流用できるのかどうかはわかりませんので、その辺はご承知おきください。

では、さっそく順番に見ていきましょう。

1. モデリングツール選びは慎重に


モデリングツール、3Dソフトウェアですね。3D CADなどというケースもありますが、効率的に作業するために何を使うか、結構重要です。
自作のモデルデータを作ろうとすると、これらのソフトウェアを使ってモデルデータを作成、STL(またはOBJ)形式にデータをエクスポート、メーカー提供のプリンター用ソフトウェアで印刷、という流れになります。

私はこのソフトウェアにBlenderを使っているのですが、正直言って、ちょっと使いにくいです。
というのも、もともとBlenderは、用途としては3D CG アニメーションを作るためのソフト。
テクスチャやアニメーションといった様々な機能があり、高機能ではあるのですが、モデリングに特化しているものではないため、3Dプリント用のデータを設計することだけを考えると、色々と機能がありすぎて逆に使いにくいと感じることが多々あります。
個人的には、一応ここまで使ってきましたし、もともと、CGアニメーションの方にも興味があって、共通技術として使えたら効率的だな、と思って勉強を始めたところでしたのでこのまま行こうと思いますが、これから3Dプリントのために勉強始める、という方は、素直に専用ソフト(無料の有名どころだとFusion 360などでしょうか)で始めるのが吉だと思います。

あ、ちなみに、製作物をなにかほかのものと組み合わせて使う想定をする場合、サイズを測るのにノギスは必須です。
ノギスって何?という方はこんなやつ。

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端的に言えば、モノのサイズを測る道具ですね。
こんなにいいやつではなくて、私は百均で売っているものを利用していますが、外径や内径などの寸法を測るには定規ではなかなか難しいところがありますので、安くていいのでノギスを買いましょう。

金銭的に余裕のある方でしたら、3Dスキャナを購入したら、モデリングデータの作成まで一気にいけて、作業工程は大幅に楽になると思います。
XYZprinting社も製品を出しています。

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2. プリント時の底面は一辺5mm以上で!


当然のことですが、プリントするときの底面の面積が小さいほど、印刷時に不安定になります。
例えば、この歯ブラシスタンド

当初、直径3mmの円柱で形成していたのですが、これだけ数があっても、うまく建てることができずに倒れてしまいました。
少しずつ広げてみながら何度か試して、大体5mm以上あれば、何とか形成できそうだということがわかりました。
もちろん、上部に向かって広がるような形状だとよりアンバランスになるため、もう少し大きいほうがいい、とかありますが、柱上にまっすぐ上に伸ばすだけで、5mmというのが、一つの基準かな~という印象です。

3. スティックのりを使う場合は取り外しに注意


XYZprintingの公式サイトで紹介されているチュートリアル動画や、プリント時に使うXYZPrintの中で、室温が21度未満の場合は、台座部分にスティックのりを塗布しておくとよい、というアドバイスがあります。
このスティックのりですが、まず、あまり質が良く、よく伸びるタイプのスティックのりはお勧めできません。
接着力が強くなりすぎて、台座から成形物を外すのがすごく大変になります。
そして、スクレイパーを使って外す際、勢い余って3針ほど左手を縫うけがをしました…。

まぁ、手袋もはめずに作業していた自業自得、ということではありますが、皆さんもご注意ください。

その後も何度か出力しているのですが、そもそも気温が低くても、底面がある程度安定している形状のものであればスティックのりなしでも問題ありませんし、細長い形状の不安定なものの場合でも、ごく少量塗布するだけでだいぶ違うと思います。
使い方にはご注意ください。

4. 3Dプリンターの設定を調整しよう


出力ソフトXYZPrintを利用する際、私も含めておそらくほとんどの初心者の方は、デフォルトの設定のまま、モデリングデータを読み込ませて、単に「印刷」ボタンを押しているだけだと思います。
が、この印刷設定画面のところで微調整をすることで、印刷時の失敗をかなり減らせそうだということに、結構経って気づきました。
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具体的には、左下のメニューの中から「一般」を選択し、下の画面を表示します。
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この中で注目しておきたい項目が

  • 内部充填密度(成形物の内側にどの程度、フィラメント素材を満たすか)
  • インフィルタイプ(内部構造を形成するときの形状)
  • 1層目のレイヤーの高さ(底面レイヤーをどのくらいの厚みで形成するか)
  • シェルの厚み(普通)
  • シェルの厚み(底部表面)
  • 表面アイロン

の6つ。

具体的には、私は出力する場合、以下のように設定を変更しています。

  • 内部充填密度 10% => 30%
  • インフィルタイプ 格子 => 蜂の巣
  • 1層目のレイヤーの高さ 0.35mm => 0.5mm
  • シェルの厚み(普通) 2layers => 5layers
  • シェルの厚み(底部表面) 3layers => 5layers
  • 表面アイロン OFF => ON


もちろん、使うときにあまり負荷がかからない用途であれば充填率は少し下げた状態でもいいと思いますし、ほかの項目もその時々で微調整するとよいと思いますが、標準のまま出力するより、多少意識して調整したほうが、印刷の失敗が少ないと思います。

それから、「サポート」という項目がありますが、こちらは、サポート材として、空中部分に出力をしたい時の下に補助部を成型するかどうかの設定です。
デフォルトではOFFですが、キャラクターや、上部で空中に張り出す形状のものを出力する際は忘れずにONにしておきましょう。
OFFのままだと、PLAが髪の毛玉みたいになって悲しい思いをすることになってしまいます…(涙)

5. フィラメントはこまめに片付けよう


最後のコツがこれです。
今回、冬の時期に使っていたからか、プリンター後部に装着してあるフィラメントが、2,3日するとぽっきりと折れてしまう、ということが何度もありました。
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どうも温度変化や水分に弱いようで、リールに巻き付けてある形状の関係もあって張力で折れてしまうようです。
それも、プリンター本体の引き込み口のすぐ外側で折れてしまうため、内側に数十センチくらいフィラメントを残した状態で折れてしまいます。
こうなると、フィラメントをアンロードしなければいけなくなってしまい、非常にもったいないことに。
(一応、次のプリントをした時、折れた先端を引き込み口に押し込んでいくことで、そのまま印刷を続けられることは確認していますが、おそらくきれいに造形するにはあまりよくない手法)
素材を無駄にするのはもったいないですし、フィラメントを取り外した後、再度セットするためだけにエクストルーダーを加熱する必要があり、時間と手間がかかります。
こまめに取り外したうえで、プリンタから15時間の印刷ごとにクリーニングの指示が出ますので、面倒くさがらずにきちんと手入れをしましょう。



とりあえず、4か月ほど使ってみて気づいたコツはこんなところでしょうか。
うまくできなかったものに再挑戦したり、まだ挑戦してない作りたいものもあったりはしますが、ひとまず、最初の楽しみは一通り楽しめたかな、という段階になりましたので、これからもゆっくりまったり、メイカーライフを楽しめればと思っております。

ではでは~~~~。

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