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3Dプリンタ活用の基礎:3Dプリンタの基礎知識2

3Dプリンタの基礎知識

更新日:2020年12月25日(初回投稿)
著者:有限会社ニコラデザイン・アンド・テクノロジー 代表取締役社長 水野 操

前回は、3Dプリンタとは何かという全体像を説明しました。今回は、何をどうすれば3Dプリンタを使って立体造形物を作ることができるのかを解説します。まず、出力の大まかなフローを紹介した上で、出力のために必要な情報(データ)の作成、さらに最終的な出力のための設定について説明します。書類を印刷する紙のプリンタと違って、3Dプリンタは加工機の一種であるため、きちんと立体を作るための最低限の設定について理解していきましょう。

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1. 3Dプリンタによる造形フロー

3Dプリンタで造形物を作る流れ(フロー)は、5つの工程に大きく分類できます(図1)。工程前半は、造形したい物体の元になる3Dデータを準備し、その品質を確認する工程で、3Dプリンタは直接関わりません。最初のステップは3Dデータの作成です。例えば、紙のプリンタで書類を印刷する場合、ワードなどで文書のファイルを作成した上でプリンタにその情報を送って印刷します。3Dプリンタでもこの関係は同じです。つまり、最初に3Dデータを作成するというプロセスが必要になるのです。

図1:3Dプリンタによる造形フロー

図1:3Dプリンタによる造形フロー

後半の工程が、3Dプリンタに直接関わる、造形そのものの工程です。3Dデータを作成し、その品質が確認できたら、プリンタで造形するための設定作業を行います。紙で印刷する場合よりも、造形を行うための設定には選択肢が多く、当然この設定しだいで造形物の仕上がりが変わってきます。設定が終われば、プリントボタンを押して造形が始まります。造形中は、基本的に人手を要することはありません。造形が終了したら、造形物をプリンタから取り出して後処理を行います。この一連の工程を終えて、3Dプリンタによる出力が完了します。

2. データの作成と確認

3Dプリンタで立体物を造形するためには3次元の形のデータが必要です。写真やイラストのような画像は2次元の情報しか持っていないため、3Dのプリンタで立体物を造形することができません。

・3D CAD、3D CGによるモデリング
3Dデータを作成する方法はいくつかあります。最も一般的な方法は、3D CADソフト、または3D CGソフトを使用する方法です。CADは、Computer Aided Design(コンピュータ支援による設計)の略で、主に工業製品を作成する際に使用されます。従って、正確な寸法や角度などが求められるものを作るのに向いています。例えば、自分の家で使用している道具が壊れてしまって、代わりになる補修部品を正確に作りたいという時には、CADを使うのがよいでしょう。その一方で、自分のオリジナルキャラクターを作りたいという用途もあるかもしれません。その場合、寸法の正確さよりも、絵を描くような感性や柔軟性が求められるでしょう。そのような3Dデータを造形する際には、3D CGが向いています。CGはコンピュータグラフィックスの略です。

既に立体物の実物があって、それを元にしたいという場合には、3Dスキャナを使ってデータ化する方法もあります。しかし、それなりのスキルが必要とされるのに加え、前述の2つの方法と比較して一般的ではありませんので、ここでは詳しい説明は割愛します。また、3Dデータを自分で作成せずに、有志が有償または無償で公開しているデータ共有サイトからダウンロードして使用することも可能です。その場合、STLファイル(次項で解説)の保存や検証は、基本的に必要ありません。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 造形のセットアップ、出力と後処理

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