PointCloud

ものづくりに関すること。3Dプリンター、レーザーカッター、3Dスキャナー、3DCAD、RaspberryPi、Arudionoとか。

2021年1月 3Dプリンター光造形機の比較してみた

2021年になりました。

我が家では今年も正月休みの間から3Dプリンターが稼働しております。

今はFDM機1台と光造形機1台を主に使っています。昨年買い換えたFDM機はともかくとして光造形機の方はあまり納得のいく造形ができないので今年中に買い換えたいなぁという希望をもっています。

そこで、最近の光造形機市場がどうなっているのか今うちに調べてみようと思いました。SNSでよくみかけるブランドをピックアップしてラインナップやスペックを簡単に比較してみようと思います。

 

 比較する3Dプリンターメーカー

今回とりあげるのは以下の7メーカー

-ANYCUBIC

-ELEGOO

-NOVA3D

-Creality3D

-Phrozen

-Peopoly

-EPAX

他にもあるけど、自分が買うならこの中のどれかだろうなぁ。というので選びました。

 

ANYCUBIC

まずはANYCUBICから。Photonが有名で光造形機が広く普及したのもこの機種が大きな役割を果たしたのではないかと思います。

3万円程度で十分な精度の造形ができると一時期はSNS上にこのPhotonで作った造形品がよくあげられてました。もちろん今でも見かけます。

PhotonもPhoton-Sが出てるとかは知ってたのですが、それ以外にラインナップ増えてました。

 

「Photon」

スタンダードな機種
Printing volume : 115mm *65mm *155mm
一世を風靡をした機種だけど今となってはあえてこれを選ぶ理由はあまりないかな。
光造形機初心者ならPhotonユーザー多いからいろいろ聞けてよさそうとか、海外から直で買えば2万円ぐらいで買えそうなのでコスト面もよさそうなので、これから光造形を始めるエントリー向けという感じですかね。

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Photon

 

「Photon-S」

Photonよりも高性能になった版
Z軸のリニアレールが1本から2本になったのが大きいのかな?
LCD2kなのはPhotonからなので変わりなさそう。
Printing volume : 115mm *65mm *165mm
造形できる高さがphotonよりも10mmだけ高くなってます。

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Photon-S

 

「Photon Mono」

造形サイズが大きくなったMono
Build Volume: 130mm(L)*80mm(W)*165mm(H)
造形スピードが速いのも特徴らしい。MAX 50mm/h。

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Photon Mono

 

「Photon MonoX」

LCDが4Kタイプですね。
Build Volume: 192mm(L)*120mm(W)*245mm(H)
プリントスピードもMAX 60mm/h。
他のラインナップと比べて性能が全然上ですが、その分お値段も倍くらいする。
公式のサイトで見て約$700

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Photon MonoX

 

「Photon Mono SE」

さらにもう1機種。
これは2KLCDタイプですが、造形スピードがさらに速いのが特徴らしくMAX 80mm/h。
Build Volume: 130mm(L)*78mm(W)*160mm(H)

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Photon Mono SE

 

Photonシリーズを見ていると機種名にMonoが付いているものとそうでないものがあります。これはLCDタイプがMonochromeタイプかどうかを示しているようです。
以前の主流はRGBタイプでしたが、現在はMonochromeタイプに切り替わりつつあるようです。MonochromeタイプだとLCD寿命が延びたり造形速度の高速化につながるとのこと。

これはANYCUBIC社だけの話ではないので、他社製品もそこらへん気にしながら見て行こうと思います。

  

ELEGOO

ELEGOOにはMarsシリーズとSaturnシリーズがあります。
まずはMarsシリーズから

 

「ELEGOO Mars」

一番スタンダードな機種ですね。これもPhotonと並んで人気があったように思います。
Build Volumes  120 x 68 x 155 mm
約$200という手頃な価格が一番の魅力でしょうか。

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ELEGOO Mars

 

 

 「ELEGOO Mars Pro」

ELEGOO Marsの改良版て感じですね。
改良点を見ると使い勝手を改良した点がいろいろあるようです。初期型リリース後からユーザーの声をフィードバックをしたのでしょうか。

Build Volumes 120 x 68 x 155 mm 造形サイズはMarsと変わってないようです。

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ELEGOO Mars Pro

 

「ELEGOO Mars 2」

Version2になりました。特徴的な赤のカバーから緑になりました。
一番大きく変わったのはLCDが2KのMonochromeタイプになったことですね。

Build Volume: 129mm(L)*80mm(W)*150mm(H)
造形可能サイズは平面で見ると一回り大きくなったようですが高さ方向が5mm縮んでます。
やはりELEGOOもMonochromeLCD採用の流れに乗っているんですね。

 

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ELEGOO Mars2

 

「ELEGOO Mars 2 Pro」

Version2のProです。
もちろんMonochromeLCD採用しています。Mars2と比べて大きな変化はなさそうですがBuild Volumes  129mm(L)*80mm(W)*160mm(H)
造形サイズが高さ方向で10mm大きくなっています。
カバーがELEGOOぽい赤に戻りました。

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ELEGOO Mars 2 Pro

 

ELEGOOのMarsシリーズラインナップを見るとMars2Proが筆頭で、それ以下価格を刻んで計4機種あるようですが、Mars2が割安感あるので今は一番売れてるぽいですね。

もうひとつのSaturnシリーズは現時点では1機種です。

 

「ELEGOO Saturn」

4KのMonochromeLCD採用した機種です。造形速度は30mm/hと抑え気味のスペック表示になってます。
Build Volume 192mm (L) * 120mm (W) * 200mm (H)
造形スペースもかなり大きくなってます。
スペックから見てもSaturnはMarsシリーズの上位にあたることがわかりますが、これでも公式サイトで$500です。魅力的ですね。

 

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ELEGOO Saturn

 

 

 

NOVA3D

こちらもちょいちょいSNSなどで見かける機種。オンラインショップでレジン探しているとNOVA3D用のレジンをよく見かけるのでどんな機種があるのか調べてみました。

サイトを見ると2ラインナップあるらしいです。
Elfin2の系列とBene4の系列。旧機種まで調べると大変なので各系列の最新機種のみ調べました。

 

「Elfin2 MONO SE」

名前の通りMonochromeLCD対応。2K。
Print Speed 18mm/h-39mm/h
Build Size  132*74*150mm
AnycubicやElegooと同価格帯で競っている機種という印象。

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Elfin2 MONO SE

 

「BENE4 Mono」

こちらはスペックをみても正直Elfin2と大きく変わらない印象を受けました。
Print Speed  18mm/h-39mm/h
Build Size 130*80*150mm
機能でフューチャーされてるのはZ軸のリニアガイドとかLCDが交換しやすい構造とかなので、ハードウェアに少しお金かかってるのかもしれないですね。
価格的にはBENE4のほうがElfin2 Mono SEよりも$100高いのでそのくらいの差はあるのだと思います。

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BENE4 Mono



Creality3D

CrealityはFDM機ではEnder3やCR-10Sシリーズとか他にもKickstarterで3Dprinterのファンディング大成功させていたり、多くのヒット商品がありますがあまり光造形機のイメージがありません。でも実は何機種かリリースしているのでどんなものか調べてみました。実は単純に私のお気に入りのメーカーだったりするので興味があるだけです。


もともとLD-001~LD002~LD-003と順番にバージョンアップさせてリリースしてましたが、今はLD002を中心にラインナップしているようです。

「LD-002R」

2KのLCD搭載品。LCDはモノクロタイプではないです。
Build Volume 119x65x160mm
最新機種というわけではないので特筆すべき機能はないですが、価格約$200と安価なので試しに1台という感じで使ってみるのには良いのかもしれません。

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LD-002R

 

「LD-002H」

2KのMonochromeLCD搭載品です。
Build Volume 130x82x160mm
モノクロタイプのLCDを搭載してスペック、価格ともに他社の低価格帯ラインナップに対抗している感じですね。

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LD-002H

 

「LD-006」

これまで2機種はあまりパッとしないなぁという印象でしたが、いっきにバージョンが飛んでLD-006なるものがリリースされてました。
8.9inchの4KMonochromeLCD搭載機種ですね。
Buidl Volume 192x120x250mm
Max printspeed 60mm/h
スペック的には申し分なさそうです。これで公式サイトで約$700です。
なかなかに良さそうですが、まだ実力が未知数なので購入者が増えてSNSとかでもこの機種の造形例が出てくるのを楽しみにしたいです。

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LD-006

 

PHROZEN

本命の登場。最近のSNSにはPHROZENで造形した作例があふれています。
ラインナップもバリエーション多く出ているので全部紹介すると大変です。

もともとは名前に「Shuffle」と入った機種が人気でしたが、MonochromeLCD搭載した機種「Sonic」のラインナップに切り替わっていってるようです。
PHROZENも多くのラインナップがあるので公式サイトにまとまった比較表があるので詳細はそちらに任せるとしてここではSonic系を3機種だけ紹介したいと思います。

 

「Sonic mini 4K」

PHROZEN Sonicの小型ラインナップの一つ。
6.1インチの 4K mono-LCD搭載です。
Build Volume L134xW75xH130mm
printing speed 80mm/h

もうひとつsonic miniという機種がありますが、4Kかそうでないかが違う点です
造形サイズも4Kタイプのほうが一回り大きくなっています。
公式だと約$350でした。このBuildVolumeで4Kなので精細な造形に向いていそうですね。

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Sonic Mini 4K

「Sonic XL 4K」

Sonicの大きい方のラインナップの一つ。
8.9inchの4K Mono-LCD搭載です。
Build Volume L120xW190xH200mm 造形サイズもたっぷりです。特にXY面積が他機種の倍くらいありますね。
このくらい造形サイズがあると安心なのですが、価格もそれなりで20万円超えてしまいます。価格を抑えたSonic 4Kもありますが、造形サイズがXY面で半分くらいになります。

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Sonic XL 4K

 

「Sonic Mighty 4K」

9.3inch 4K Mono-LCD搭載
Build Volume 200 x 125 x 220 mm
Printing Speed: 80mm/ h
公式で約$500
SonicXL4K欲しいけど高いんだよなぁ、という悩みを一瞬で吹き飛ばすスペックと価格。なぜLCDのスペックと造形サイズが同等なのに価格が1/4なのか・・・。もっとspecを詳細に比較すれば価格なりの違いはあるのでしょうが、求める品質によっては十分かもしれませんね。
それと、XYの解像度が52μmなので、細かいものをいっぱい作りたいならsonic mini 4kのXY解像度35μmの方が適しているとかあるので、何を作りたいのかというのも含めて要検討。

 

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Sonic Mighty 4K

 

 

PEOPOLY

このメーカーのプリンターは国内ユーザーはあまり見ないですが、海外ユーザーがSNSに造形品をあげているのをよく見ます。

大きいの作る海外の人たちに人気、という感じでしょうか。
価格帯も20万~な感じなので一番ポピュラーな機種を1つだけ。


Phenom

Build Volume  276 x 155 x 400 mm 造形サイズは申し分ないですね。
LCDについて細かい仕様が書いてないのですが、Monochromeタイプではないようです。Monochromeに対応したのはNoirのようです。
とにかく大きいものが作りたいなら選択肢としてありかもしれません。

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Phenom

 

 

EPAX

知らない人も多いかもしれませんが、こちらのメーカーも海外を中心にPhotonやELEGOO Marsが流行っているときに結構人気があった(と思う)機種です。箱から出してキャリブレーションもなしですぐ使える、というお手軽さが売りでした。
その後どうなったか追ってなかったので今回調べてみました。

サイズで標準/大型の2ラインナップあるようですが、今回は以前に人気だったX1の後継だけ調査。

 

「EPAX X1K 6" Mono Screen」

2Kの6inchMono-LCD搭載してます。標準サイズ機では唯一MonochromeタイプのLCDを積んでいる機種のようです。
Build Volume 130.56mm (L) *82.62mm (W) *155mm (H)
公式で$600。使い勝手はよさそうですが、価格&スペック的には他社を追っかけているような状況でしょうか。

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EPAX X1 6" Mono Screen

 

まとめ

以上、7メーカーの機種を見てきましたが、なんとなく全体の傾向が見えました。
トレンドは「4K」「MonochromeタイプのLCD
造形サイズは3万円程度のクラスだと130x80x150mmぐらいが標準
5万円~10万円程度だと200x120x200mm。モノによっては高さが250mmくらいまで


自分としてはエントリー機はもういいので、次は5~10万のクラスを購入したいですね。精度、造形サイズ的にもちょうどよさそうなので。それ以上のクラスは造形サイズの拡大が大きな違いになってきそうですが、そこまで大きいプリントする機会もあまりないですから。
それに我が家には30~40cmクラスを造形できるFDM機があるのでそちらと棲み分けする意味でもそこまで大型の光造形機は不要になります。


現在のラインナップで見ると
-Photon Mono X
-ELEGOO Saturn
-Creality LD-0006
-PHROZEN Mighty4K
あたりが候補ですね。

今回は大雑把なスペックと価格を見てだいたいの方向性を決めただけなので、これから細かい使い勝手や実際の造形品質、どこで購入するのかも含めてもう少し深堀りしようと思います。

ちなみにもし予算の都合で小型で選ぶとしたらSonic mini 4K か Mars2Proのどちらかで迷うなぁ。
Sonic mini 4Kは綺麗に造形できそうだけどやっぱり少し造形可能なサイズが小さいんだよなぁ。Mars2Proくらいあったほうが作りやすいかなぁとか悩みます。

 

まだ今すぐ買うというわけではないのでこれらの後継機種も含めてしばらく様子を眺めたいと思います。

 

Blenderで頂点カラーをテクスチャに変換する方法

色がついた3Dのモデルを扱うときに困ることのひとつ。頂点カラーとテクスチャの違い。

3Dプリントサービスで色のついたモデルを出力してもらうとき、「OBJファイルとテクスチャ画像をzipにまとめてアップロード」とかサラッと書いてあったりします。
それ見てフォルダ覗いて「plyファイルしかないですけど、何か?」と途方にくれます。問い合わせるか諦めるか。それなりに情熱がないと諦めますね。

他にも頂点カラーのデータをテクスチャに変換したいケースはあると思います。
今回blenderを使用して変換することができたのでその方法をメモ。

主な手順
1 準備1 頂点カラーとテクスチャ表示の切り替えを覚える
2 準備2 レンダー表示で頂点カラーを表示する(マテリアル設定)
3 UV展開する
4 カラー情報をベイクする
5 テクスチャを貼り付ける
6 テクスチャ表示 
7 objファイルでエクスポート

 

1 準備1 頂点カラーとテクスチャ表示の切り替え

blenderで頂点カラーとテクスチャ表示を切り替える方法を覚えます。

そもそも頂点カラーとはモデルメッシュの各頂点に色を割り当ててカラー表現しているもので、テクスチャはモデルの表面に画像を貼り付けてカラー表現しているものです。
頂点カラーはメッシュが細かければ精細な表現ができますが、メッシュ数の減少とともにカラー表現も劣化する方向にあります。一方テクスチャはメッシュの減少の影響を受けにくいということでデータ容量に制約が多い映像やゲームのキャラクタなどに使うことが多いようです。

今回、MeshmixerでUsagiに着色をしてply形式で保存しました。
(Meshmixerでカラー表示がされずに早速つまづいたときはspaceボタン押して表示されるメニューにあるカラーの項目をいじります)

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保存したplyファイルをBlenderにインポートして開きます。
おや、色がついておりません。

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ここで「3Dビューのシェーディング」メニューを開きます。
Colorの項目が「マテリアル」になってるので、それを「頂点」に変更します。

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すると期待したカラー表示になります。
Blenderはver2.8を使用しています。

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ためしに3Dビューのシェーディングメニューで「頂点」ではなく「テクスチャ」を選んでみるとまだカラー表示されません。これを表示できるようにするのが今回の目的。

 

2 準備2 レンダー表示で頂点カラーを表示する(マテリアル設定)

頂点カラーをいじるにはレンダー表示ができるようにしておく必要があるようです。そのためにマテリアルの設定をします。

右上の3Dビューのシェーディングをレンダー表示にします。
この段階ではまだ色が表示されません。
右下のコンテクストからマテリアルのタブを開きます。マテリアルのメニューの中からベースカラーの◯をクリックします。(マテリアルが無くてメニューが表示されない時はマテリアルの新規追加)

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表示されたメニューから「属性」を選び、名前に「Col」と入力します。名前は本当は確認してから入力するけどデフォがColだからとりあえずこれで。

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するとぼんやり表示がカラーになります。
これで頂点カラーがマテリアルに反映されたようなので準備完了。
この状態では頂点カラーを見せてるだけなのでテクスチャとして表現できているわけではありません。

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テクスチャ表現をするにはテクスチャ画像が必要です。以降はテクスチャ画像を作るための手順説明です。

 

3 UV展開 

テクスチャ画像はモデルの展開図に絵を貼り付けた画像ファイルなので、まず展開図をつくるためにUV展開します。
UV Editorを開き、右側編集モード内のUVメニュー > 「展開」を選択

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展開図が作成されます。
この段階ではまだ色がついてないプレーンな状態の展開図ができただけ。
この状態で「新規作成」> 「OK」 で画像として保存します。名前はデフォでUntitledですが変更しても良いです。

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4 カラー情報をベイクする

UV展開して得られた展開図にplyファイルがもつカラー情報を転写することを「ベイクする」といいます。
ベイクするにはベイクの設定とベイクする展開図の指定が必要です。

まずベイクの設定から。
コンテクストメニューの「レンダー」からレンダーエンジンに「Cycles」を指定。
するとベイクメニューが出てくるのでベイクタイプを「ディフューズ」に。

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次にベイクする展開図の指定。
左上のエディタータイプメニューから「シェーダーエディター」を開きます。

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シェーダーエディターで画像テクスチャを追加します。
「追加」メニューから「テクスチャ」の中の「画像テクスチャ」

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シェーダーエディターにオレンジヘッダーのダイアログが追加されます。
プルダウンメニューから先ほど保存した展開図画像「Untitled」を指定します。
これで展開図の指定も完了。

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そしてベイクメニューのなかの「ベイク」
ベイクが始まると画面下に進捗を表すプログレスバーが表示されます。
(ベイクをする前に編集モードからオブジェクトモードにしておきます)

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ベイクが完了したらシェーダーエディターからUVエディターに切り替えて展開図に色が反映されているか確認します。ちゃんと反映されているようです。

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ただなんか色がぼやけているようです。もっとくっきりとした色にしたいので右下ベイクメニューにある「影響」の項目のうち「直接照明」と「間接照明」をはずして「カラー」だけにしてみてください。
そしてもう一度「ベイク」。
これでより鮮明な色が反映されました。他の組み合わせも試しましたが「カラー」だけでいいようです。

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これで頂点カラーを転写した展開図=テクスチャ画像ができました。いったんこれを保存します。UVエディターの「画像」から「名前をつけて保存」

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5 テクスチャを貼り付ける

この状態でオブジェクトモードに戻って頂点カラーとテクスチャ表示の切り替えをするとテクスチャにカラーが反映されています。これで完了かと思いきやそうではありません。試しにobjファイルをエクスポートしてもそのファイルにはカラーが反映されてないはずです。

シェーダーエディターを開いてみるとこうなってます。
緑ヘッダのプリンシプルBSDFの「ベースカラー」に繋がっているのは赤ヘッダの属性の「カラー」です。名前はColとなっていて、たしかに先ほどの手順のなかで関連づけた気がします。ただ、テクスチャ画像はオレンジヘッダのほうなので、こちらをベースカラーに繋ぐ必要があります。

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属性をベースカラーから外し、代わりにオレンジヘッダに表示されているカラーを繋ぎます。

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これでテクスチャ画像の貼り付けが完了です。



6 テクスチャ表示 

確認のためテクスチャを表示してみます。
Layout表示に切り替えて3Dビュー表示Colorでテクスチャと頂点を切り替えてみます。
テクスチャにしたときカラー表示されているはず。

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ここまでで頂点カラーをテクスチャに変換するのは完了してます。


7 objファイルでエクスポート

このあとは、objファイル形式でエクスポートして出力サービスに送ったり、別のソフトに取り込んで編集したりできます。
objファイル形式でエクスポートするとmtl形式のファイルも一緒に生成されます。
このファイルの中にテクスチャ画像のファイル名とパスが記述されているので必ずobjファイルとmtlファイルとテクスチャ画像は3点まとめて管理した方が良いです。

おまけとして、他からダウンロードしてきたテクスチャ付きのobjファイルを開いてうまくテクスチャが表示できないときは、mtlファイルを開いてテクスチャ画像のファイル名とパスが適切か確認すると、結構ファイル名が化けてたりすので直接編集してあげると解決することが多いです。


参考にさせていただいたサイト
MRが楽しい
http://bluebirdofoz.hatenablog.com/entry/2019/10/17/092850


3Dプリントが反るときの対策方法

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3Dプリントで困ることの一つ、「造形中の反り」
反りが発生すると造形中にビルドプレートから剥がれてしまったり、最後までプリントできても見た目が悪く、寸法もおかしくなるので部品として使い物にならなくなることも。

自分も散々失敗したし、未だに失敗することもありますがそれでも失敗する確率はだいぶ減ってきて、また失敗しても改善ができるだけのスキルが身についてきました。(主にPLA使いなので大したことないのですが・・・)

ここでは自分が3Dプリントの反り対策として行なっていることをいくつかご紹介したいと思います。 


対策1 温度調整

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そもそも造形中の反りは樹脂が冷えるときに収縮するのが主な原因です。
なので、温度調整が一番の対策になります。インダストリアルグレードの3Dプリンターはだいたいチャンバー内の温度管理ができるようになっていることからもその大事さがわかります。

個人向けの3Dプリンターにはビルドプレートを含む造形スペースがケースに覆われているボックスタイプとアルミフレームなどで組まれているだけのオープンタイプがあります。

温度調整の面からいうと当然ボックスタイプの方が有利ですね。オープンタイプは室温の影響をもろに受けますから温度調整もくそもないのですがやれることをやりましょう。ちなみに自分が使っているのはオープンタイプの3Dプリンターです。

オープンタイプの3Dプリンターにおける温度調整といっても大したことはなく、要はビルドプレートの温度を高めに設定せよ、ということです。ビルドプレートの温度が低いと反り易いです。PLAだったら60度にしておけば良いと思います。

1層目が食いつくから十分、とビルドプレートの温度を低めにしたりヒーター切ってたりすると、反り易い形状をプリントしたとき綺麗に反ります。
高めに設定しておけば低層部の樹脂の収縮を抑えて反りにくくなります。


対策2 ビルドプレートとの密着性

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 当たり前ですがビルドプレートとしっかり密着してないと反りの影響ですぐビルドプレートから1層目が剥がれてしまいます。1層目が少しでも浮いた瞬間にもうアウトなのでしっかり。

主なポイントは
・ビルドプレート。標準のまま使うのか、テープを貼るのか、最近はPEIシートが良いとか噂も聞きます。私は好きではありませんが糊で食いつきをよくする人もいます。上手くいくならそれもあり。
・ノズルとビルドプレートのクリアランス。離れすぎないこと。
・ビルドプレートの脱脂。手脂ついてるとすぐ剥がれます。
・フィラメントの質。安物の中にはたまにダメなフィラメントがあります。


対策3 ラフト/ブリム

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※左がラフトで右がブリム

スライサーの設定でできる対応としてはラフト/ブリムを抑えておきましょう。
ラフトは造形物の下に敷く座布団です。ブリムは餃子の羽根です。
自分はラフトだと下面が荒れるのでブリムをよく使います。
ラフトやブリムは全体に適用されてしまうので、反りやすそうな部分がごく一部しかない場合はスライサーの設定ではなくモデルを修正して必要部分にだけ羽根をつけても良いかと思います。


対策4 インフィルの調整

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同じ形状の造形物でも内部の密度によって反りの度合いが変わります。
ある部品を作るとき、練習でインフィルの値小さめで造形して成功したのですが本番時にインフィルの値大きめにしたら見事に反って失敗したことがあります。

インフィルの値が大きい(ソリッドに近い)ほうが反り易いです。強度が必要ないならインフィルの値をできるだけ小さくしましょう。

スライサーによってはレイヤーの範囲でインフィル設定を変えることができるので、この設定を使って低層レイヤーだけでもインフィルの値を小さくすれば反りを低減できます。


対策5 冷却

ビルドプレートの冷却のことです。どこまで影響があるかはっきりしたことは言えませんが自分は気をつけているポイントです。
ビルドプレートのヒーターが切れるタイミングは設定によりますが、主に造形中の積層レイヤーがある程度の高さになったとき、または造形が完了したときのどちらか。

いずれもヒーターが切れたあと一気にプレートが冷えないよう、手動で温度を設定して時間をかけて温度を下げたりします。 


対策6 接着

最後にあまりオススメしませんがある程度の効果が望める手段として、木工用ボンドでの接着をご紹介。

これは上記の対策が十分に実施できてなくて、反りが発生することが大いに予想されるとき、もしくは造形中のものを観察して反りが発生する兆しが見えたとき、該当箇所に木工ボンドを垂らしてビルドプレートと接着することで反りを防ぐものです。

ボンドには即効性が求められるので速乾タイプを使用してます。
XY方向に動いているビルドプレートにこちらも動きを合わせて的確に垂らさないといけないので難易度は高めです。ノズルに手がぶつかると積層にズレが発生することもあり、そうなっては全てが台無し。

そのリスクを背負ってまでボンドでいくのか、素直に最初からやり直すのかは状況によって判断が必要になります。

上手くいけば反りの予防や悪化を防ぐことができます。
造形後、固まったボンドはある程度剥がすことができますが多少なりとも造形物やビルドプレートに残って汚れになる可能性もあるのでその点も考慮が必要です。

 

以上、6つの対策をご紹介しました。
最近は20cmx20cm以上のビルドスペースを持つプリンターが手軽に買えますが、反り対策ができないとそういった機種を買っても有効に利用できないでしょう。

まずはPLAを使って上記の観点で反り対策を練習してみてください。
大型の造形が綺麗にできるとまた3Dプリントライフが豊かになります。

 

3Dプリントの品質向上

3Dプリンターを使用する人にとってプリント品質向上は永遠のテーマです。
自分もこの5年くらいの間に試行錯誤してきたところ、知らず知らずのうちにすっかり上達しました。

品質の測り方はいろいろありますが、わかり易い方法の一つとしてベンチマークとなるデータをプリントする方法があります。
有名なのはこの船のデータ「3DBenchy」です。

www.3dbenchy.com


新しいフィラメントを購入したり設定を変えたときには、この船のデータをプリントしてその細部の出来栄えを比較します。これで改善したのかどうかが一目瞭然です。

自分が5年前に初めて3DBenchyをプリントしたときと現在ではこのくらい違います。

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左側は単純に失敗とも言えますが、極端な例としてこのくらい差が出るもの、ということです。


プリント品質向上方法

では、どのようにすればプリント品質が向上するのか、プリント設定のノウハウについてはWeb上でも探せば結構情報は出てきます。

例えば界隈では有名なソフトウェア「Simplify3D」のサイトではPrint Quality Troubleshooting Guideとして以下のページで解説してます。
あくまでSimplify3Dベースでの説明ですが、どのソフトでも大体似た機能があるので参考になります。

www.simplify3d.com


英語がよくわからなくてもMagnaRectaさん(旧Genkeiさん)が日本語に訳してyoutube上に公開してくれています。

youtu.be



ここら辺を見て勉強するとそのうち綺麗にプリントできるようになります。

が、そんな職人のように勉強&試行錯誤を繰り返しながら設定を詰めないと上達しないのか?というと、そんなことはなく2,3の要点を押さえておけば100点まで行かなくても80~90点くらいのプリントは苦労せず実現できると思っています。

そこから先、100点満点を目指すのであれば職人の世界に足を踏み入れる必要があると思います。




自分なりにいくつかプリント品質向上の要点をまとめておきます。

1 フィラメントの選択

質の良いフィラメントを使いましょう。
最近になってちらほら2000~3000円のフィラメントでも良いのが出てきましたがその識別ができない人は素直に5000円くらいのフィラメントを一回買って使ってみるとよいです。

自分は初めて5000円のフィラメントを買ったときに感動しました。
ブリッジがいとも簡単に決まる。反らない。オーバーハングもキレイになる。など。
何も設定変えずにフィラメントを変えただけで大幅に品質が向上したのをよく覚えています。

それからは基本的に5000円目安で評判がよいフィラメントを選択しています。
たまにサンプルでもらったり激安のフィラメントに手を出すのですが、やはり積層間の接着が弱かったり、セットしているフィラメントが毎日折れていたりと安価=品質がいまいちという印象です。

ただ、最近アマゾンで売られているSUNLUというフィラメントが人気だったのでPLAを一つ購入して試してみましたがこれはよかったです。コスパよいと思いました。

フィラメントの質は大事です。


2 冷却FAN

積層したそばから冷やすための冷却FANです。
これもあるとなしでは大違い。オーバーハングやブリッジの出来栄えにも大きく影響します。

正直、FANがないとこの形状は無理かなということもあります。
自分は自作のRepRapを使っていて標準で冷却FANがついていなかったこともあり、しばらくの間オーバーハングの多い形状のプリントに悩んでいましたが、自分でFANホルダーを設計してFANをつけたところ一気に品質が向上しました。

市販品の3Dプリンターにも必ずと言っていいほど冷却用のFANはついています。
もし設定で無効にしていたり壊れて動かないようであれば即刻見直して冷却FANを活用した方がよいです。

ただし、最近気づいたことですが冷却用FANを100%でぶん回してたらフィラメントの糸引きやサポート柱が倒れる要因にもなっていたことに気が付きました。

糸引きはリトラクションの設定で解決するというのが定石ですが、自分の場合はなかなか解決せず、何かのはずみでFANをOFFしたら改善したのでたまたま気づきました。
冷却FANの強さやONするタイミングを見極めるのは次のステップアップにしたいと思います。

この2点だけ抑えてプリントするとこの程度の品質になりました。
大分前の話ですが、初期の状態から設定は大きく変えてなかったと思います。

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写真には映っていない細部にも形状くずれはあるものの、このくらいの品質で出力できれば事足りるケースも多いのではないでしょうか。


もう少し初期投資ができる人は、他に職人技を習得する必要なく品質を向上させる方法として以下のようなことも考えられます。


3 スライサーソフトウェア

3Dモデルをスライスするソフトウェア。
kisslicer や Cura など無料のものからSimplify3Dのように有料のもの。市販の3Dプリンターに付属のソフトウェアもあります。

個人的には当然無料より有料版のほうが性能は良いと思います。
Simplify3Dを導入して細かい設定を気にしないで使っていますが、それまでの無料版と比較してサポートの剥がれがよかったりと恩恵を受けています。
本当は細かい設定を使いこなしてこそ、のSimplify3Dではありますが。


4 プリンター

性能の良くないプリンターでは何をしても限界があります。
また、小ぶりなデスクトップ型プリンターは大物をプリントしようとすると分割出力してから接着する必要があり、そこでも全体的な品質が落ちます。

自分も自作のRepRap機に限界を感じたので、いろいろと調査をして評判の良い市販機種を購入したところ、同じデータを出力してもやはり品質が違います。グッとよくなりました。

造形サイズも、以前は10cmx10cmx10cm程度が造形サイズの限界だったのですが、新しい機種は30cm角以上の造形ができるので品質と造形サイズの両面でストレスフリーに。

まとめ

なんとなく、金をかければ品質が向上するみたいな内容になってしまいましたが、3Dプリントするのも時間がかかるので、長くつきあうのであればなおさら時間を無駄にしないためにも多少の投資は必要ではないかと思うわけです。

個人市場での3Dプリンターブームはあっけなく終わってしまいましたが、当時と比べて個人向け機種の性能向上は顕著です。価格も気軽に手を出せる機種が増えています。

この調子で品質、ユーザービリティ、価格、造形スピードが向上していけば、今度こそブームではない本物の普及期がくると信じたい。


3Dプリンターで作ったパーツにナットを上手く嵌めるワザ

3Dプリンターで出力したパーツにナットを上手く嵌めたいときのワザ。

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服デザインの検討やフィギュア作成などを目的に3Dプリンター活用している方などはあまりナットを扱う機会がないかもしれませんが、機械系のものづくりされている方やメカっぽいものを出力して遊んでいる方などは必ずと言っていいほどナットを3Dプリンターで出力したパーツに嵌める機会があるのではないでしょうか。

熟練した人であれば3Dプリンターのノズル径を意識してその分オフセットしたデータを作ったり、3Dプリンターの出力設定時に微調整を行ったりするかもしれません。

ただ、慣れてない人はナットの寸法を調べてその数値のままパーツに凹みをつけたデータを作成してしまいます。そして出力後にナットが嵌らず泣くことになるのです。
私も何回泣いたことか・・・。知ってても忘れてしまうことがあったりしますから。

しかもこの調整で難しいのは、ナットが収まるようにただ大き目に凹ませとけばいいというものではなく、嵌めたら簡単にはとれないように絶妙な調整をしたい場合があること。フィラメントの素材や、ソフトの設定、ノズル径の違いなどでも影響を受けてしまうので、0.1mm単位での調整が求められます。
接着剤で固定してもよいのですが、乾くまで1日とか放置しなければならないので作業効率が落ちてしまいます。

今回は、そんな問題を簡単に解決するワザをご紹介。

「はんだごてを用意せよ」

このワザを使うためにははんだごてを用意します。
そうです。ナットをはんだごてで加熱してパーツに押し込むのです。

実際にPLAで出力したパーツで試してみます。

ナット用に凹ませた部分のクリアランスが足りず、ナットがうまく収まらない状態。

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加熱したはんだごてをあててナットを加熱します。
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はんだごてで押しつけているナットが徐々沈み込みます。

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途中からはラジオペンチも使って力を込めて押し込みました。

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綺麗に収まりました。

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これまでわざわざパーツを作り直したりしていたのがアホらしくなるほど簡単でした。
さすがに1mm単位で寸法間違えたときは厳しいかもしれませんが、微調整の範囲であればいけそうです。

また、加熱したナットを押し込むとき、あまり強くはんだごてで押し付けるとはんだごてを痛めそうなので、押し込むのはラジオペンチなど他の工具を使ったほうが良いかもしれません。

今回はPLAでしたがABSでも同じワザが使えるのではないかと期待がもてます。
さらに、ナットだけではなくネジにも使えるかも?無駄にネジ山を精密に造形しなくても気持ち小さめのストレート穴作っておいて、はんだごてで加熱したネジを押し込んでやれば十分な気がしてます。(試してはいないです)

これでちょっとした煩わしさが解消してこれからも楽しい3Dプリンターライフが送れそうです。

3Dモデルのデータを探すときに訪れるサイト6選(保存版)


 同じような内容のまとめサイトはいくらでもあるけど、データが少ないサイトや既に無くなっているサイトが含まれているので、自分が気に入っているサイトだけをまとめ。
以下のサイトは数年前から運営されているので、データも豊富だし簡単には廃れない。


1 Thingiverse

   言わずと知れた有名サイト。とりあえずデータ探すときはここから探すことが多い。

www.thingiverse.com

 

2 Sketchfab

   3Dデータのプレビューが軽いのでぐりぐり動かせる。データも豊富。

sketchfab.com

 
3 GrabCAD

   メカ系に強いイメージ

grabcad.com


4 MyMiniFactory

   有料のデータが安い

www.myminifactory.com

 

5 PinShape

  よさげなデータが多い。

pinshape.com

 
6 Yeggi

   こちらはサーチエンジン。複数の3Dデータサイトを横断的に検索してくれる。

www.yeggi.com


以上、この6か所を回っても欲しいデータがないなら自分でモデリングするしかないかも。

天体望遠鏡の自作 架台

久しぶりに更新です。

天体望遠鏡の架台を作りました

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以前に作った天体望遠鏡をしばらくは物干し竿に乗せて使ったりしていましたがあまりに使い勝手が悪く、使う頻度を落とす要因にもなっていたのでちゃんとした架台を作りたいと思った次第です。
(本当にちゃんとしたものが欲しければ買ったほうが良い)

方針は
・あまりお金をかけない
・垂直方向と水平方向に回転できる
・微調整可能
という感じで。

構造を試行錯誤した結果、ハンズでゲットしたジャンクの雲台(¥680)を使おうということになりました。
レバーがついていて、2軸に動かせます。固定もレバーをねじるだけなのでよさそうです。水平方向の回転は雲台ごと回転させることにします。

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あとは三脚部分を作るのと、望遠鏡を如何に雲台に固定するだけです。

三脚

深く考えずに2x4材にしました。180cmの材を2本(1本¥300弱)購入して半分にカット。約90cm高の三脚ができます。
雲台を受ける部分は3Dプリンターで出力しました。モデリングはいつものFusion360。このソフト高機能すぎてなかなか使いこなせない。

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望遠鏡と雲台の固定


雲台側の1/4インチ(約6mm)ネジに固定するしかないのですが、30cmのメタルプレートを取り付け、そこに望遠鏡を固定します。取り付けのためのアタッチメントは3Dプリンターで作ります。

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完成

見た目はスマートでいい感じにできました。

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試しに望遠鏡をのぞいてみると特に問題なさそう。よしよしと思っておりましたが、実際に夜空の星を見ようとするとやはり微調整が大変。スマートにした分だけ剛性がたりないのか、各部にアソビがあってそれだけで微調整が難しくなってしまいました。

他の方々が作っている架台がゴツい仕様になっているワケが納得です。
雲台側と三脚側をもっと一体化させねば、でも水平方向の回転はスムーズにさせたい。

そのうちなんとかしよう・・・。

ちなみにこの案の総コストは2000円ちょっと。
でもその前に試行錯誤の段階でさらに数千円費やしてしまいました。
ウォームギアでなんとかする案も考えたり。

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