SOLIDYARDブログ

3Dプリンタやお手軽な無料3D-CAD関連のブログです。

3Dプリンタって、仕事だけでなく趣味のホビーやいろんなものに応用できるのですが、その応用例や身近にダウンロードできる無料のCADなどの簡単な使い方の解説などをご紹介をして行きたいと思います。 3Dプリンタのご検討、ご購入についてはSOLIDYARDを是非一度訪問してみてください。

米国の南カルフォルニア大学の産業システム工学のベロフ・コシネビス教授(Dr.Behrokh Khoshnevis)が開発・提唱しているコウター・クラフティング(直訳すると等高線を巧みに作る技術)つまりコンクリートで層をなした構造物の製作技術です。

この技術は今後の建築物の構造/構成要素また建設そのものを自動化する大きな潜在能力があるようです。
仕組みは簡単で、XYZ軸に自由に動ける押し出し機が特殊コンクリートをニュルニュルと押し出して建設する仕組みのようです。でも素材によってはシェルターとか、丈夫な構造物も出来るようですし、今まで熟練工にしかできなかった自由曲面なんかも実現できるので、建築デザイナーにとっても新しい表現の可能性がありますね。
ドームのような建物も足場を組んだりすることが不要なのだとか。

また、この技術は将来の宇宙基地の建設などにも応用できるそうで、NASAなどの宇宙開発機関からも注目されているようです。

この技術の凄いところは、きわめて短い時間で住宅が建設できることだそうです。
ベロフ教授によれば、一般的な個人の住宅なら20時間を実現できそうだとのことです。また破壊強度も一般のコンクリート壁の3倍位に高める事ができるそうです。興味がある方は是非上のビデオをご覧ください。


例えば、地震や台風などで自然災害で被災した方の仮設住宅や、救難センターなどを早期に建設したりすることも出来るので大いに注目されているようです。今までの住宅の建設には配管、電気配線など複雑になりがちだったものもコンパクトにできるのも特長だそうです。一方、この技術が急激に普及すると、建設業で職場を失う人が急増するのではと懸念もあるみたいです。


ある方に頼まれて、マンションの間取りを3Dプリンタで模型化出来ないか
との相談を受けました。

その方によれば、図や写真より、実際にどうなっているのか模型の方が分
かりやすいんじゃないかと・・・。

正解ですね(^^;間取りなんかはそんなに難しくありません。特にマンション
ならなおさらですね。
これはSketchupとうソフトウェアで持ち込まれたものです。

madori

左が参考になった間取りをJPEGデータにして取り込んだもので、右がそれを元に
3D化して立体化したもののようです。

ただ、最初の段階では壁はあったのですが、なぜか床がありませんでした。(^^;
たぶん、急いでいたので忘れてしまったのでしょうね。

床が無くても出力はできるのですが、バラバラになってしまうので、床を簡単に
作成して出力しました。

その結果が下の写真です。(急いでいたので0.2mmピッチで作成しました。)
3Dプリンタでの実際の出力時間は約3時間30分ほどかかりました。
IMG_1852_02

壁だけだと呆気ないので、トイレと洗面台を一緒に出力しました。
 IMG_1853

トイレっぽくみえるかな?
こんな感じで3Dプリンタを使用すれば、営業ツールとしても使用出来るんでは
ないでしょうか?

鉄道模型のマニアの方なら、ジオラマとかの家の模型にも使用出来ますね。

3Dデータで一つデータを作成しておくと、拡大率を変えて出力することが
簡単に出来ます。つまり、HOゲージ(1/87)からNゲージ(1/150)まで
一つのデータで3Dプリンタ出力時にプリンタ制御ソフトウェアから拡大率を
入れるだけでHOでもNゲージ用の両方のものが出力出来ます。

 

3Dプリンタは、ちょっとした物(部品)であれば、簡単に作ることが出来ます。ただ、写真や文字/イラストなどの2次元のデーターがそのまま印刷すると3次元で立体造形されるわけではないので勘違いしないでくださいネ。(^^;  

 実際にそのような質問をされた人もいらしたので・・・。無理もないですよね。夢の機械なんて言えばそう思われても仕方ありません。
つまるところ、3Dプリンタは3Dデーターの中でもCADで作成されたデーター、その中でもSTL形式のデーターだけをG-codeというデーターに変換して立体にして出力する機械です。

流れとしては 1)CADで出力したいデータ(形状)作る
         2)作ったデータをSTL形式で出力します。
         3)STLデータをプリンタ制御ソフトウェア(Repetier-HOST、Cura)などでG-codeへ変換する。
         4)プリンタ制御ソフトウェア経由で出力、もしくはプリンタから直接G-codeから造形物を出力する。 

 つまりSTLデーターってものを自分で作るか、Thingverseなどのデーターダウンロード・サイトで誰かにもらうか、自分でCADで設計しないと何も出来ません。でも最近は3Dソフトもものすごく良いものが出来て、しかも無料で使うことが出来るものがあります。

実際、米国の無料の3DCADサイト(TinkerCAD)は初めての方でも簡単に使えます。

下は、Tinker-cadで作成した、観賞魚用の水中ポンプのフィlルターの網です。
無くしてしまったプスチック部品を実物から取り付け寸法を測って製作してみました。

 1)CADで出力したいデータ(形状)作る
tinker-cad001
このソフトはユーザー登録すれば、無償で使用出来ます。

2)作ったデータをSTL形式で出力します。
Tinker-cadの場合は直接STL形式で保存が出来ます。
tinker-cad002

3)STLデータをプリンタ制御ソフトウェア(Repetier-HOST、Cura)などでG-codeへ変換する。

今回はCuraというプリンタ制御ソフトウェアで出力しました。

cura001

Curaというプリンタ制御ソフトウェアはウルチメーカー:Utimakerという会社のプリンタであれば
そのままG-codeをSDカードにコピーすれば、プリンタにSDカードのデータを読み込ませるだけ
で造形出力が可能です。

実際に、出力したものが下図のものです。
名称未設定-3

早速、水中ポンプに取り付けてみました。
IMG_1858

ゆくゆくはこれらのソフトウェアの使い方も解説しますので楽しみにしてくださいね。

 STL形式のデーターにすれば、3Dプリンタは原理的には個人宅にあるプリンタと同じようにインクの代わりにABSやPLA(生分解性プラスチック)などの樹脂を小さなノズル(直径約0.35mm~0.4mm)から溶かしながら少しづつ積み重なって立体物を出力することが出来ます。

 積み重ねていく厚さは約100ミクロン~300ミクロン。つまり0.1~0.3mmづつプラスチック樹脂層を積み重ねて出力し、最終的に立体物が成形されます。当然0.1mmの方がピッチが細かい分、仕上がりもきれいですが、時間も0.3mmの出力と単純に比較すると0.3mmピッチ1層分を出力するのに01.mmピッチの設定だと3倍かかります。

 それでもプラスチック樹脂が自宅で成形できるってすごいと思いませんか? プラスチックの樹脂成形なんて、ちょっと前までは原型をおこしてメス型を作って、ウレタンやポリエステル樹脂を流し込んで作るしかなく、手間も時間もかかりました。しかも受け入れがたい有機溶剤の凄い臭気で自宅で手軽にとはいきませんでした。

 それが、3Dプリンタがあればデーターさえ作ればいとも簡単に手を汚すことなく、また樹脂独特の悪臭に悩まされることなく、ABSやPLA樹脂で成形できるんです。私の妻は模型の塗料に敏感で有機溶剤系の樹脂を使うものなら、すぐに苦情が来ます。(^^; しかし3DプリンタではABSもPLAも動作中は溶解しながら加工されるので少し樹脂が薫りますがいずれも苦情はありませんでした。

 3Dプリンタは簡単に言えば、自宅でプラモデルが作れるような機械です。でもそれ以外にもアクセサリー:ブローチ、リング、アンクレット/ブレスレット、ヘアピン、果てはボタン、靴やサンダルなどもデザインして実際に手に取ってみることが出来ます。

 つまり3Dプリンタって、実は男性のみならず、女性にも向いている機械とも言えます。ニューヨークに住んでいる友人の話では、米国では女性にも大人気でユーザーがかなり増えているそうです。

良く考えてみれば、ドールハウスとか、室内インテリアになるような装飾品やオブジェを趣味としている女性の方にも最適なツールと言えます。今までの3Dって画面の中で仮想的に3次元を表現してましたけど、3Dプリンタがあれば実際に手に取って見ることが出来るようになったのです。個人であれば、出力したものを実用品として使用することも条件付で可能です。(条件付きとは実用強度などが満たせばということです。)もっとも、はじめて3Dプリンタを手にした人は誰もがiPhoneやiPodTouchや携帯電話のケースを作るというのは良く聞く話です。


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