3Dプリンターに興味があるけれど使い方がよく分からない、という人も多いのではないでしょうか。3Dプリンターは普通のプリンターのように、すぐさま簡単に使えるわけではありません。
造形を行うための工程は多く、トラブルに遭遇することもよくあります。
そこで今回は3Dプリンターの使い方を知りたい人に向けて、操作のコツやトラブル解決法、おすすめの3Dプリンターなどについて詳しく解説します。
3Dプリンターの使い方
3Dプリンターの使い方を知るためには、前工程と後工程についてよく理解することが大切です。
ここからは、前工程と後工程でどのような作業が必要なのかを詳しく解説します。
前工程
3Dプリンターを使うには、まず3DCADデータを作成する必要があります。前工程の手順は3ステップです。
- 3DCADデータを作成
- スライスソフトでSTLデータを変換
- フィラメントをセット
3DCADデータを作成
3Dプリンターのデータ作成方法はさまざまですが、一般的なのは3DCADソフトでモデリングする方法です。この場合は、3DCADソフトを使いこなせる必要があります。
ほかにも、2DCADのデータを3Dに変換させる方法があります。
この方法だと比較的容易に3DCADデータが作成できるものの、3Dプリンターで形状を再現するために手直しが必要になることもあるので要注意です。
現物をコピーする場合には、現物から3Dスキャナで3Dデータを抽出する方法もあります。
スライスソフトでSTLデータを変換
3Dデータを作成したら、そのデータをSTL形式に変換しなければなりません。
STL形式は単純なデータ形式なため、場合によっては物理的に整合性が取れていない信頼性が低いデータが生成されてしまう危険性があります。
STLデータに変換したら、物理的な整合性を事前に必ず確認しておきましょう。
次にスライスソフトを使って、STLデータを3Dプリンターで実際に出力制御できるデータに変換します。このデータは3Dプリンターの出力方式によってさまざまです。
また、3Dプリンターの造形エリア内にモデルを配置する際の向きや大きさ、積層ピッチの厚さなどもスライスソフトを使って設定します。
フィラメントをセット
ここまでの作業が終われば、3Dプリンターに材料となるフィラメントをセットします。
フィラメントにはさまざまな種類があるので、造形したいモデルに合わせたものを選びましょう。3Dプリンターにフィラメントをセットしたら、実際に造形を開始します。
後工程
3Dプリンターでの造形が完了したら、後工程を行います。
3Dプリンターから完了したモデルを取り出しましょう。立体モデルが3Dプリンターの造形プレートに付着してしまっていることもあるので、取り出す際は十分な注意が必要です。
多くの3Dプリンターでは、造形されたモデルにはサポート材と呼ばれる副材がモデルの周辺や内部に付着しています。そのため、3Dプリンターから立体モデルを取り出せたら、ニッパーなどを使ってモデルのサポート材を除去しましょう。この作業をブレイクアウェイと呼びます。
そのほかに、3Dプリンター専用の溶解液でサポート材を溶解し、モデルから剥離するソリュブルという方法もあります。サポート材を除去したら、必要に応じて着色や表面の研磨、強度を増すための加工を行いましょう。
実際にBlenderというソフトから3Dプリンターで出力する方法は下記記事で紹介しています。
3Dプリンターのメンテナンス方法
3Dプリンターを長く安心して使い続けるためには、メンテナンスがとても大切です。
ここからは、3Dプリンターを使用する際に行うべきメンテナンスについて詳しく解説します。
熱溶解積層方式の場合
熱溶解積層方式の3Dプリンターの場合、フィラメントの射出ノズルと造形スペースの間の距離が離れているものが多いです。しかし近づけすぎると、正しく造形が行えなくなってしまいます。
そのため、熱溶解積層方式の3Dプリンターを使用する場合は、定期的に射出ノズルと造形スペースの距離を適切に調節しなければなりません。
3Dプリンターのノズルや、フィラメントを送り込む装置であるエクストルーダーの清掃も定期的に行いましょう。この部位にフィラメントの削りカスやホコリなどが溜まると、正常にフィラメントを送り出すことができません。その結果、造形の際に何らかのトラブルが生じることが多くなります。
光造形方式の場合
光造形方式の3Dプリンターの内部にはレジントレイが設置されています。
ここにゴミや硬化した材料がたまってしまうことが多いので、定期的な清掃を心がけましょう。
3Dプリンターの清掃方法は商品によって異なるため、説明書などをよく読んでしっかり確認しましょう。
レジントレイにはFEPフィルムが搭載されており、このFEPフィルムに傷や変形があると正しく造形できません。積層回数が交換目安に達した場合や傷などがある場合は、3Dプリンターのフィルムを交換しましょう。
3Dプリンター使用時のトラブル対処法
3Dプリンターを使用していると、さまざまなトラブルに遭遇することがあります。
ここからは、そうしたトラブルの対処法について解説します。
| トラブルの原因 | 対処法 |
| モデルにひびが入る場合 |
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| モデルがクラックする場合 |
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| ノズルが詰まる場合 |
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モデルにヒビが入る場合
FDM方式の3Dプリンターを使用するとき、特に多く起きるのが割れやヒビです。
FDM方式の3Dプリンターの場合はノズルヒーターで高温になることで樹脂を溶解させて付着させますが、その際に何らかの原因で接着力が低下してしまうのが原因です。
割れやヒビが入ってしまった場合は、まずは設定が正しいかどうかをチェックしましょう。
機械やデータの設定が正しくできていない場合、こうしたトラブルが起きてしまいます。
3Dプリンターの設定に問題がない場合は、ノズルの温度を10度くらい上げてみてください。
ノズルの温度を上げると、接着力が強まります。
また、フィラメントが排出後された際の冷却を抑えるため、庫内の温度を一定に保つようにしてみましょう。特に外装カバーがないタイプの3Dプリンターは熱が逃げてしまいがちです。
フィラメントを冷やすためのファンがある場合には、このファンを一旦OFFにしてみましょう。
そのほか、印刷速度を遅くする、フィラメントを新しいものや違うメーカーのものに変える、などの方法で改善する場合もあります。
モデルがクラックする場合
クラックとは、モデルの積層間で大きな割れが生じる現象です。
3Dプリンターで大きく反りの力が強い樹脂を使いプリントしたときに起きやすい症状です。
対処方法としては、3Dプリンターのノズルの排出量を最初に確認しましょう。
ノズルから排出されている樹脂量が足りないと積層間の接着力が弱くなってしまい、それが原因でクラックが生じることが多いです。排出量が少ない場合は、ノズルの清掃や交換をしましょう。
積層間の接着力を強めるために、線の幅を太くする方法もあります。
スライサーソフト上で押出幅の数値を若干太めに変更してみましょう。そのほか、あらかじめ穴が大きめのノズルを使用する、プリント速度を遅くする、という方法もあります。
ノズルが詰まる場合
ノズル詰まりは、3Dプリンターを使用する際に頻繁に発生する症状のひとつです。
3Dプリンターのノズルが詰まっってしまった場合、まずはフィラメントを引き抜けるかどうかを確認しましょう。
ノズルの温度を上げ、フィラメントを押し出してみます。押し出せない場合は逆向きに引き抜いてみましょう。ただし、力まかせに引っ張るとフィラメントが切れてしまうことがあるので要注意です。
3Dプリンターのノズルが詰まる原因は、ノズルの劣化や冷却ファンの不調、送りギアのつまりなどが考えられます。まずは、これらの部位にホコリやゴミが溜まっていないか確認しましょう。
ノズル詰まりの予防法としては、使用するフィラメントごとにノズルを交換すること、フィラメントを毎回出し切ること、定期的にノズルクリーニングを行うことなどが挙げられます。
おすすめ3Dプリンター3選
最後に、初心者でも使いやすいおすすめの3Dプリンターを3つ紹介します。
Adventurer3
引用：Fab mart
Adventurer3はFLASHFORGEが販売しているエントリーモデルの3Dプリンター。
造形サイズが150×150×150mmと、とてもコンパクトなのが魅力です。
5万円程度と手頃な価格設定でありながら、フィラメント検出機能や遠隔カメラといった十分な機能を搭載しています。ワンプッシュで取り外し可能なノズルなど、操作性も抜群でおすすめの3Dプリンターです。
UP Plus2
引用：Fab mart
UP Plus2はTiertimeが販売している3Dプリンターです。アメリカで出版された3Dプリンターバイヤーズガイドでは「消費者による使いやすさ」の項目で第一位になったこともあります。
140×140×130mmのコンパクトサイズな3Dプリンターなので、置く場所に困ることもありません。ただし、造形エリアに囲いがないため空調に影響されやすいです。
使用する際には別売りの専用ケースがあると便利です。
Raise3D Pro3
引用：Fab mart
Raise3D Pro3はRaise3D社が販売している業務用3Dプリンターです。
Raise3D Pro3は前モデルであったPro2シリーズよりも、操作性が大きく向上しています。
たとえば、半自動での高さ調整や自動での水平調整といった機能が搭載されました。そのため、使う人のスキルを問わず一定のクオリティのモデルを造形できるようになっています。
さらに、ノズルヒーターがカートリッジ式となっています。
誰でも簡単に交換できるようになっているのもうれしいポイントです。
3Dプリンターの正しい使い方をマスターしよう
3Dプリンターは紙などを印刷する際に用いるプリンターとは使い方が異なります。
必要となる工程は多いですが、正しい使い方やトラブルの対処法をしっかりマスターし、3Dプリンターを使いこなせるようになりましょう。また、長く快適に使い続けるためには、3Dプリンターを定期的にメンテナンスを行うことが大切です。
