3Dプリンター出力の工程|3Dプリンター出力のデータ作成から仕上げまでの流れを紹介

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3Dプリンター出力の工程|3Dプリンター出力のデータ作成から仕上げまでの流れを紹介

3Dプリンター出力

3Dプリンター出力には、データの作成から仕上げまでに様々な工程があります。この記事では工程とその内容を紹介します。

3Dデータの作成

3Dプリンターはデータの形状通りに造形していくため、3Dデータが必要です。
3Dデータを作成する手段は主に2つあります。

①データ作成ソフトを使用する

3DCADソフトをつかって3Dデータを作成します。
2D図面しかない場合でも、図面を参考に3Dデータを作成できます。

メリット
自由に好きな形状を作成することができます。

デメリット
ソフトの操作ができることが条件になるため
ソフトを使用する人の技術力によって作成できる形状に差が出ます。

②現物をスキャンする

データがなく現物しかない場合、
3Dスキャナーを使って現物から直接3Dデータを作成することができます。

メリット
データ作成ソフトを使用するよりも手軽にできます。

デメリット
スキャンできない箇所や細かい凹凸は再現できません。
そのため、現物と全く同じコピー品を作成することはできません。

STLデータへの変換、造形確認

作成した3Dデータの形式を3Dプリンター用のものに変換します。
3Dデータは3Dプリンター以外も、切削加工用、CG用、など様々な目的で作られるため、いろいろな形式があります。
3Dプリンターで出力するためには3Dプリンター用の形式であるSTL形式に変換する必要があります。

そして変換したSTLデータをスライスソフトといわれる3Dプリンター造形用ソフトに読み込み、データの整合性をチェックしていきます。
たとえば厚みが0ミリになっている壁がある場合、3Dデータ上では問題なく壁が存在しているように見えますが、実際に造形すると0mmのため肉が存在せず造形不良が起こります。
こうしたことが起こらないように、確認をします。

造形プログラム

STLデータをもとに3Dプリンターを動かすためのプログラミングをします。
先ほど変換したSTLデータの形状を造形するために、どのような方向、スピード、積層ピッチで材料ノズルを動かし、積層していくのかプログラムを作っていきます。
プログラムが完成するとソフト上で造形のシミュレーションができるようになり、完成までの時間、使用する材料の量まで確認することができます。

造形

3Dデータを変換したツールパスデータを3Dプリンターに入力することで3Dプリンターは造形を開始することが出来ます。
3Dプリンターで造形を開始する方法は以下の2つです。

①3DプリンターにPCを接続して専用の制御ソフトで3Dプリンターの各種制御を行う方法。

②USBメモリやSDカードなどの外部メモリに保存したツールパスデータを3Dプリンターで読み込み、3Dプリンター本体の操作パネルから造形を開始する。(スタンドアロン)
家庭用などで用いられるデスクトップ型の3Dプリンターはスタンドアロンで使用されることが多いですが、詳細な設定が可能なプロフェッショナル向けの3Dプリンターは、PCを接続して専用の制御ソフトを使用して造形する方法がメインになります。

弊社では専用の制御ソフトを必要としたプロフェッショナル向けの機種を取り扱っておりますので、形状に合わせた造形が可能です。

サポート材の除去

3Dプリンターで造形する時には側面の穴やカバー形状など、宙に浮いている部分を支える為にサポート材と呼ばれる材料が付着します。そのため、本来造形したい形状に付着した余計なサポート材を除去する必要があります。
サポート材を除去する方法は主にブレイクアウェイ方式とソリュブル方式の2つです。
ブレイクアウェイ方式とは造形物に付着したサポート材を手や工具を使用して物理的に剥離させる方法です。サポート材を除去する方法としては一般的で特別な設備を必要としない分、サポート材を剥がす時に造形物を破損させたり、形状によっては工具が届かずサポート材が残ってしまう事もあります。
ソリュブル方式とはサポート材を溶かして除去する方法です。サポート材をアルカリ水溶液で溶解させるので造形物を破損させる事も取り残しもなく除去することが可能です。アルカリ水溶液に浸けられた造形物は酸性水→水と浸し完全に中和します。特殊な設備を必要とし使われた溶剤も産業廃棄物として処理が必要なため専門の知識が必要です。

弊社ではソリュブル方式にも対応しておりますので中空構造など3Dプリンターならではの造形も対応しております。

仕上げ処理、仕上げ加工

3Dプリンターは、積層造形タイプですと製品表面に積層の段差が生じます。
それは積層ピッチ(一層一層の高さ)を小さくすることで減らすことができます。

さらに表面の美しさをお求めの場合は、表面を薬液で溶かす・機械加工で表面を削ることで、その段差をなくし、滑らかにすることができます。
もちろんその分、肉は減りますがそれを考慮して造形することで、寸法誤差を最小限に抑えることができます。

材質によっては塗装を施すことで、製品レベルの仕上がりを目指すこともできます。

「お客様との商談用に、持ち運びできるサイズのサンプルを作りたい」
「設計上にの問題がないか、試作を作って社内で検証したい」

このようなご相談にも応えることが可能です。

3Dプリンターでは、雄ねじ、雌ねじともにネジピッチが1mm以上(通常M6以上)であればネジ山の造形が可能です。
それ以下のネジピッチであれば、弊社では機械加工での追加工にてネジを加工できます。
負荷がかかる箇所、抜き差しが多い箇所などはヘリサートがオススメです。
そのため、複数部品での組み立てや、構造用部品にも使用いただけます。

3Dプリンター出力で部品製作をお考えなら

DDD FACTORYは部品の試作から、実際に機械に組み込む部品までご注文頂いております。
当社の専門チームが開発・調達のサポートをさせて頂きます。
今回ご紹介したPEKK材料に関してのご質問や、材料選定の相談承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。

3Dプリンター出力はDDD FACTORYにお任せ下さい。
高品質の造形物を大阪・東京より全国へお届けします。

大阪
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