3Dプリント設計における5つのよくある間違い

3D プリント用の 3D モデルの設計は、3D プリント用に使用される 3D モデルに完全に統一された標準がないため、面倒な場合があります。異なるモデリングソフトウェア、異なる印刷材料、異なるプリンターモデルは、3D 印刷テクノロジも完全に異なることを意味し、3D モデルに対する異なる要件に反映されます。したがって、3D デザイナーとして、使用可能な 3D プリントモデルを設計するのが難しいと感じるのは当然です。ここでは、3D モデルを物理オブジェクトに変換するプロセスで発生する可能性のあるいくつかの問題を簡単にまとめます。

1. 3Dモデルファイルと選択した印刷消耗品が一致しません<br /> 印刷消耗品ごとに性能が異なります。壊れやすいものもあれば強いものもあり、柔らかいものもあれば硬いものもあり、滑らかなものもあればざらざらしたものもあり、密度が高いものもあれば軽いものもあり、などなど。したがって、3D プリント技術を使用して製品を生産することを決定した後、3D モデルを描く前に、オブジェクトを印刷するために使用する消耗品についてすでに考えておくのが理想的な状況です。例えば、セラミック 3D プリントを使用する場合、セラミック 3D プリントの特性に基づいて、プリント時に使用する必要がある支持オーバーハング構造を事前に構想し、外観の突出部分に適切な補強要素を設計し、適切なコーナーなどを設計することができます。

使用する印刷材料によって、その材料に適した 3D モデルの特性に従う必要があることが定められています。これらの特性が満たされていない場合、実際の印刷中に欠陥や問題が発生したり、印刷がまったく失敗したりする可能性があります。

3D プリントの素材はそれぞれ異なります。印刷材料を選択する前に、対応する材料ガイドをお読みください。

解決策:選択した消耗品の設計機能に厳密に従って 3D モデルを作成してください。モデリングを開始する前に、対応するマテリアルの設計ガイドラインを読むことをお勧めします。どの印刷資材を使用すればよいかわからない場合は、いつでも当社の資材ガイドページをご覧ください。

2. 3Dモデルファイルが選択した印刷プロセスと一致しない<br /> 3D プリントでは、消耗品の特性が異なるだけでなく、印刷プロセスも多種多様です。印刷プロセスが異なれば、印刷対象に対する要件も異なります。たとえば、ABS、PLA、アルミニウム合金、ゴムのような材料を印刷する場合は、連結構造を持つ 3D モデルを印刷できますが、金、銀、銅、樹脂、高精度で高靭性の ABS を印刷する場合は、連結構造を持つモデルを印刷できません。その理由は消耗品の特性とは関係なく、使用される印刷プロセスの違いによって発生します。

ABS および PLA フィラメントの場合、3D プリントには FDM と呼ばれる技術を使用します。デュアルノズルをサポートし、他の種類のフィラメントを印刷のサポート材料として使用できるため、いくつかの連結構造を印刷できます。アルミ合金やゴムのような素材の場合、3DプリントにはSLSという技術を使用します。粉末ベースの印刷方法なので、サポート材なしでも連結構造を印刷できます。貴金属の場合、ロストワックス法を使用する必要があるため、連結構造を作成することはできません。樹脂や高精度で高靭性のABSの印刷には、SLAと呼ばれる液体ベースの3D印刷技術を使用しますが、これも連結サポートを生成することはできません。

3D印刷プロセスには多くの種類があり、印刷プロセスによって印刷の制限も異なります。

解決策: さまざまな材料に使用される印刷プロセスの名前と、各印刷プロセスの設計ガイドラインをリストした「材料ガイド」ページをいつでも確認できます。

3. 3Dモデルファイルの壁厚が印刷要件を満たしていない<br /> 重要なことは 3 回言う必要があります: 3D モデルの壁の厚さは印刷要件を満たす必要があります。3D モデルの壁の厚さは印刷要件を満たす必要があります。3D モデルの壁の厚さは印刷要件を満たす必要があります。

私たちが遭遇する最も頻繁な問題は、3D モデルの壁の厚さが印刷要件を満たしていないことです。多くの 3D モデルのプリントアウトは理想的ではないか、この理由により印刷できません。モデルの壁の厚さが薄すぎると、モデルの一部の小さな部品は印刷できなかったり、壊れやすいためにすぐに壊れてしまったりします。印刷された壁の厚さが厚すぎると、内部構造に過度の圧力がかかり、印刷物が割れたり壊れたりすることがあります。

適切な印刷壁厚を使用することは、印刷を成功させるための最も重要な要素です。

4. 3Dモデルファイルの解像度が印刷要件を満たしていない<br /> 3D プリントの設計方法に関する記事を読みましたか? この記事の最初の 2 つのポイントに従って印刷材料を選択しましたか? 壁の厚さを確認しましたか? それでは、4 番目のポイントであるファイル解像度について見てみましょう。

3D プリントの世界では、STL が最も一般的なファイル形式です。このファイル形式は三角形に基づいているため、3D モデルも三角形で構成されたモデルに変換されます。ほとんどの 3D モデリングソフトウェアでは、STL ファイルをエクスポートし、必要な解像度を設定できます。下の図は、同じモデルと異なる解像度の出力条件での最終効果を示しています。解像度は、左から右に高から低の順に並べられています。

高品質のモデルを印刷するには、適切な解像度を選択することが非常に重要です。

解像度が高すぎたり低すぎたりすると、印刷時に問題が発生する可能性が高くなります。

解像度が低すぎます:出力ファイルの解像度が低いと、印刷された製品の品質に必然的に影響が出ることに注意してください。解像度が低いということは、STL ファイル上の各三角形が大きすぎるため、印刷された製品の表面が滑らかにならないことを意味します。結果は「ピクセル化された」完成品になります。

解像度が高すぎます:解像度が高すぎるファイルを出力すると、ファイルが大きくなりすぎて 3D プリンターで処理できなくなります。ファイルが大きすぎると、3D プリンターで印刷できないほど細かい詳細が含まれる可能性があります。したがって、エクスポートするファイルサイズは 100 MB を超えないようにすることをお勧めします。

解決策:ほとんどの 3D モデリングソフトウェアでは、ファイルをエクスポートする必要がある場合、許容値を定義するように求められます。この許容値は、エクスポートされた STL メッシュファイルと元のモデル上のグリッドポイント間の最大距離を定義します。 0.01mmを選択することをお勧めします。 3D プリンターではこれより小さい詳細を印刷できないため、0.01mm 未満の許容誤差は意味がありません。許容差が 0.01 mm を超えると、物体の表面に肉眼で見える三角形の面が見えることがあります。

5. 3Dモデルファイルを生成するために使用されたソフトウェアが印刷プロセスと一致していない
3Dモデリングソフトウェアには多くの種類があります。 3D 印刷専用に設計されたものもあれば、主に 3D レンダリングやその他の目的で使用されるものもあります。多くのモデリングソフトウェアでは、3D 印刷モデルを出力する前にさらに編集する必要があります。たとえば、レイヤーの厚さの設定は、一部のモデリングソフトウェアでは自動的に実行できますが、他のソフトウェアでは手動で行う必要があります。

エントリーレベルの 3D 印刷モデリングソフトウェア (Tinercad など) を使用している場合でも、中空モデルを作成するときに困難に遭遇する可能性があります。この場合は、Meshmixer という無料ソフトウェアをダウンロードすることをお勧めします。

Blender (主に 3D グラフィックスとアニメーションに使用)、SketchUp (主に建築物とミニチュアモデルに使用)、または ZBrush (3D アーティストに人気の彫刻ソフトウェア) を使用している場合は、3D モデルをさらに処理する必要があります。使用するソフトウェアによっては、モデルの壁をさらに接続したり、モデルを密閉したり、壁の厚さを設定して適用したり、印刷サイズを再度設定したりする必要がある場合もあります。ソフトウェアごとに少しずつ異なります。

解決策:これらのソフトウェアの公式 Web サイトにアクセスして 3D プリントの操作ガイドを見つけるか、インターネットで役立つチュートリアルを検索してください。それでも分からない場合は、エクスポートしたモデルを無料ソフトウェア Meshmixer に戻し、その中の 3D プリント準備ツールを使用して再度確認および処理することをお勧めします。

要約: 印刷用の 3D モデルを作成する方法
あまり心配しないでください。実際に 3D プリント用のモデルを作成すると、思ったよりも簡単であることがわかります。 3D モデリングソフトウェアを理解していること、および使用する 3D プリント材料についてある程度の知識があることを確認してください。

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