3Dプリントを始めるための初心者ガイド

3D印刷、アディティブ印刷、またはステレオリソグラフィー。これらの用語に出くわし、それを点滅させただけの場合は、この記事を読んで、この驚くべき3D印刷の世界について知ることをお勧めします。3D印刷は急速に拡大している分野であり、3Dプリンターの人気と用途は日々高まっています。この記事では、初心者が3Dプリンターを紹介し、それからどのように利益を得ることができるか、そしてそれが将来どのように物事を変えるかについて説明しようと思います。

そう！！3D印刷とは何ですか？どのように機能しますか？

3D印刷または積層造形は、デジタルファイルから3次元の立体オブジェクトを作成するプロセスです。機械のようなプリンターを使用して、材料（通常はプラスチック）を溶かし、事前定義された方法でベースに注ぎ、連続した層を作成して3次元にします。簡単に言うと、プリンターはスライスごとに一斤のパンを作ります。

利用可能な3D印刷技術には多くの種類がありますが、他の技術に比べて手頃な価格であるため、最も使用されているのはステレオリソグラフィー（SLA）です。

このマシンは、次の手順で3D設計ファイルを3Dオブジェクトに変換できます。

3Dファイルは、ソフトウェアによって印刷可能かどうかがチェックされます。
次に、ソフトウェアはファイルをスライスしてマシンに送信します。
プラスチックフィラメントが印刷ヘッドに供給されます。
フィラメントが溶けて、ヘッドがビルドプラットフォームに堆積します。
頭が動き回り、オブジェクトの下部スライスを構成するようにマテリアルを配置します。
ヘッドが開始位置に戻り、ビルドプラットフォームが下がります。
次に、ヘッドは最初のレイヤーの上に新しいレイヤーを作成し、オブジェクトが完成するまでこれを繰り返します。

3Dプリントは市場に新しいものですか？

いいえ、反抗的にはありません!!!!。最近3D印刷が注目されているからといって、このアイデアやテクノロジーは新しいものではありません。アディティブマニュファクチャリングという用語が造られた1980年の終わりにすべてが始まり、基本的にラピッドプロトタイピングに使用されたことを知って驚かれることでしょう。しかし、2014年頃、低コストの3Dプリンターの台頭により、このテクノロジーは、愛好家、学習者、テクノプレナー、発明家、教師、研究者などにとって破壊的な動きになりました。したがって、それは広い市場と将来の大きな範囲を手に入れています。

もともと宇宙飛行士を助けるために作られた3Dプリンター。チームがプロジェクトに取り組むためにスペースに必要なすべてのツールと材料を詰め込むのは困難でした。余った工具があるとシャトルの重量が増え、最終的には燃料消費量が増えます。そこで彼らは、3Dプリンターを宇宙飛行士と一緒に宇宙に送るというアイデアを思いつきました。作業に必要なツールや材料が必要な場合は、STLファイルをクリックして印刷するだけです。緊急時や新しいデザインを作成する場合は、ベースステーションでデザインを作成し、クルーに送信して印刷します。しかし、テクノロジーの進歩により物事が変化したため、今ではすべての家庭でプリンターを購入できるようになっています。

「しかし今では、多くの人が3D印刷をオブジェクトを作成する別の方法と同じように見間違えています。これにより、速度と精度を犠牲にして形状の柔軟性を高めることができます。しかし、それは3D印刷を見るのに狭い視点です。コンセプト3D印刷は、デジタル、ディスクリート、フリーフォームの製造に似ています。基本的に、目的のオブジェクトを「スライス」して、レイヤーごとに小さなビットを配置できるようになると、アプリケーションと影響は無限になります。消費財、プラスチック、電子機器、食品、さらには人間の組織でさえ、現在の大量生産方法にとって複雑なもの（単一ユニットをコスト効率よく作成するのに十分な複雑さ）が可能になりました」とOnkarKulkarniは定足数の回答の1つで述べています。

どうすれば3Dプリンターを使い始めることができますか？

最近の技術により、平均的な人が購入して使用できるほど3Dプリンターの価格が下がったため、3D印刷はもはや魔法や工業レベルの機器ではありません。オンラインフォーラムとデザインのおかげで、コンピューターを操作できる人なら誰でも自分の想像力を印刷できるようになりました。レーザープリンターが私たちの家で一般的になっているように、これらの3Dプリンターはまだ私たちの家や職場に浸透していません。それでは、3D印刷を開始する方法を見てみましょう。印刷を行うには、次の4つの簡単な手順に従う必要があります。

1. 3DCADモデリング

2.スライスおよびその他の設定。

3.レイヤーワイズ印刷

4.完全な部分

3D CADモデリング：

はい、プリンタで何かを印刷するには、モデリングソフトウェアを設計する必要があります。

プロのデザイナーであれば、ファイルを.STL（ステレオリソグラフィー）または.OBJ（オブジェクト）に保存する機能を備えたモデリングソフトウェアを使用できます。デザインが作成されると、スライス段階に進むことができます。ここでは、完全なデザインがあなたによって作られているので、あなたはあなたのデザインを好きなように自由に変更、編集、または微調整することができます。

あなたが学習者であれば、あなたの心の中でデザインを使用できる無料のオープンソースソフトウェアがたくさんあります。ビルディングブロックを配置するようなものです。あなたのデザインが良すぎる場合は、いくつかのオンラインコミュニティからも支払われます。

あなたが初心者で、3Dモデルを設計する方法がわからない場合は心配しないでください！..無料のSTLファイルを提供するWebサイトはたくさんあります。これらのファイルは、設計者によってテストおよび印刷されるため、信頼性が高く、印刷も簡単です。これらのファイルの唯一の制限は、（ほとんどの場合）.STL形式で提供されることです。このフォーマットは私たちが好きなようにカスタマイズすることはできませんが、それでもスライスソフトウェアの助けを借りてサイズを変更することができます。まったくの初心者の場合は、市場で入手可能ないくつかのデザインから始めることをお勧めします。

設計が完了すると、3Dモデリングソフトウェアの作業は終了します。これで、ファイルはスライシングソフトウェアに送信され、プリンターで印刷できるようになります。

スライスおよびその他の設定：

設計されたモデルは、プリンターがそれを認識して印刷を開始するために、Gコードと呼ばれる一連のコードに変換する必要があります。この部分はスライシングと呼ばれます。印刷の品質は、ここで行った設定によって異なります。これに飛び込む前に、3Dプリンターが実際にどれほどシンプルであるかを理解しましょう!!!!

3Dプリントは魔法ではありません！

3Dプリンターが実際にどのように機能するかについてまだ混乱している、または驚いている場合は、それがロケット科学ではないことを信じてください。自分で3Dプリンターを作ることに成功した学生はたくさんいます。次の数段落では、プリンターをよりよく理解するのに役立つ基本的な3Dプリンターの部分について説明します。

3Dプリンターの典型的な部品を下の写真に示します。

押出機は、当社のプリンタの中で最も重要な部分です。フィラメントが溶けて押し出される場所です。押出機は、フィラメントがステッピングモーターによって押される細いチューブで構成されています。これは、一般にホットエンドと呼ばれるフィラメントを加熱する加熱材料で構成され、加熱されたフィラメントは、練り歯磨きをノズルから押し出すのと同じように、ノズルの外側に押し出されます。フィラメントが溶けると、ステッピングモーターがフィラメントを内側に押し出し、スプールホルダーにスプールとして取り付けられます。

フィラメントには多くの種類があり、毎月さらに多くの種類が市場に出回っています。各フィラメントには直径と印刷温度があり、180〜210℃の温度を持つ最も使用されている1つのPLAです。

この完全な押出機のセットアップは、可動レールの上に取り付けられています。上で必要な方向と印刷物における押出機（赤矢印の方向に）他のステッパモータによって動かされます出てくるフィラメント溶融物として本ベースプレート。

これで、プリンタの動作に関する基本的なアイデアが得られたので、SLICINGソフトウェアに戻りましょう。最も使用されているソフトウェアはCuraです。このソフトウェアは、主にUltimakerと呼ばれるプリンター用に作成されました。しかし、それが無料でオープンソースにされて以来、そこにあるほとんどのプリンターはCuraを使い始めました。

このソフトウェアでは、レーザープリンタの場合と同じように、印刷設定が送信されます。ここで、印刷モデルの拡大縮小、整列、および方向付けを行うことができます。温度、収縮速度、フィラメントノズル直径の流れなどの他の重要な設定は、このソフトウェアを使用してプリンタに供給されます。

レイヤー-ワイズプリンティング：

設定に基づいて、下の図に示すように、印刷に必要な印刷時間と素材の長さがソフトウェア自体によって表示されます。ここでの印刷時間は1時間14分で、使用される素材は10グラムになります。このプリントの他の設定も写真にあります

。

STLファイルがロードされ、設定が完了すると、次の図に示すように、このソフトウェアを使用して、レイヤーオプションを使用して印刷がどのように行われるかを視覚化できます。このプリントの78番目のレイヤーをプリントすると、この方法またはプリントはどのようになりますか。青い色の線は、押出機の経路を示しています。

これが完了すると、ファイルをGコードに変換して、印刷用にプリンターに送ることができます。つまり、モデルは上記の時間内に印刷されます。

大変でしたか？

3Dプリントの未来は何ですか？

ただし、3Dプリントには独自の課題があります。動作速度が遅く、製品の機械的欠陥があり、材料の選択肢が限られています（主にプラスチック）。3Dプリンターの動作速度が遅いため、製造会社は非効率的な市場参入戦略で競争に負ける可能性があります。しかし、うまくいけば、この記事を読んでいるうちにこの分野が進化し、大きな可能性があります。それはすべて、このテクノロジーをどのように使用するかによって異なります。