3Dプリントプロセスを支援するソフトウェアと機器

の世界 3Dプリンティング は近年爆発的に普及し、ニッチな技術から、ホビイスト、起業家、さらには大企業の強力なツールへと変貌を遂げた。しかし、あなたのイマジネーションを3次元で実現するには、単なる高級プリンター以上のものが必要です。現実世界のオブジェクトのキャプチャから、デジタルモデルのスライス、完璧なプリントの保証まで、3Dプリントプロセスを強化するソフトウェアと機器の魅力的な領域を掘り下げてみましょう。

3Dプリントで世界を捉える：3Dスキャナー

子供の頃に使っていたお気に入りのおもちゃを再現したり、手にぴったりフィットするカスタムスマホケースを作ったりすることを想像してみてください。3Dスキャナーの出番です。これらのデバイスはデジタルカメラのように機能し、物体の物理的な形をキャプチャし、コンピュータ上で3Dモデルに変換します。

3Dスキャナーには主に2つのタイプがある：

• 構造光スキャナー： 対象物に光のパターンを投影し、その歪みを分析することで、これらのスキャナーは非常に詳細なモデルを作成することができる。小さくて複雑な物体をとらえるのに理想的だが、反射面には弱い。
• 飛行時間型スキャナー： これらのスキャナーは、光のパルスを照射し、それが跳ね返ってくるまでの時間を測定することで、より高速なスキャン処理を実現する。大きな被写体をとらえるのは得意だが、細かいディテールは苦手かもしれない。

正しいスキャナーの選択 はニーズによって異なります。小さなフィギュアの複製には、高解像度の構造化光スキャナーが最適かもしれない。フルサイズの家具をスキャンするのであれば、飛行時間型スキャナーの方が効率的かもしれません。予算、対象物の大きさ、希望する詳細レベルなどの要素を考慮して選んでください。

物理的なモノを超えて： 3Dスキャナーは主に物理的な物体をキャプチャするものだが、先進的なモデルの中には人間をスキャンできるものもある！カスタムフィットのアクションフィギュアや医療用人工装具を作ることを想像してみてください。その可能性には本当に驚かされる。

3Dモデリング・ソフトウェア

3Dスキャンや真っ白なキャンバスがあれば、3Dモデリング・ソフトウェアを使って創造性を発揮する時が来ました。これらのプログラムでは、ゼロからオブジェクトをデザインしたり、スキャンしたモデルを修正したり、オンラインリポジトリから既存のモデルをダウンロードしたりすることができます。

さまざまな3Dモデリングソフトウェアがあり、さまざまなスキルレベルや予算に対応しています：

• 初心者に優しいオプション： 例えばTinkercadは、ドラッグ・アンド・ドロップ機能を備えたユーザーフレンドリーなインターフェイスを提供しており、初心者や子供が基本的な図形や構造物を作るのに最適だ。
• 中級者向けのオプション： Autodesk Fusion 360は、ワンクリックでデザイン要素を変更できるパラメトリックモデリングのような高度な機能と使いやすさのバランスが取れた強力なミッドレンジオプションです。
• 高度なオプション： 業界の専門家は、SolidworksやSiemens NXのようなソフトウェアに頼ることが多い。これらのプログラムは、複雑なエンジニアリング設計に比類のない制御と精度を提供します。

ソフトウェアを選択する際には、あなたの目標を考慮してください。 シンプルな装飾品を作るには、初心者向けのオプションで十分かもしれない。しかし、複雑な機械部品や機能的なプロトタイプを作るには、応力解析やシミュレーション機能のような機能を備えた、より高度なプログラムが重要になるでしょう。

オンライン・コミュニティの力： 豊富なオンラインリソースを利用することを恐れないでください。多くの3Dモデリング・ソフトウェア・プログラムには、チュートリアルやデザイン済みのモデルを見つけたり、自分の作品に対するフィードバックをもらったりできる、活気あるオンライン・コミュニティがあります。

パイをスライスするソフトウェアのスライス

3Dモデルを手に入れたら、次は印刷の準備です。ここでスライスソフトウェアの出番です。これはレシピ翻訳機のようなもので、3Dモデルを3Dプリンターが理解できる一連の命令（Gコード）に変換します。

スライシングソフトウェアは、基本的にモデルを薄いレイヤーに「スライス」し、各ポイントで押し出すフィラメントの量と、レイヤーごとにオブジェクトを構築するためのプリンターの動きを決定します。スライスソフトウェアの主な機能には、以下のようなものがあります：

• レイヤーの高さ調整： レイヤーの高さを薄くすると、最終的な印刷はより滑らかになりますが、時間がかかります。逆に、レイヤーの高さを厚くすると、印刷速度は速くなりますが、「階段状」効果が目立ちやすくなります。
• インフィルの密度： これは、モデル内部に充填される材料の量を決定します。密度が高ければ高いほど、より強いオブジェクトを作成できますが、より多くのフィラメントを使用します。
• サポート体制 これらの一時的な構造は、ソフトウェアによって自動的に生成され、印刷中に崩れてしまうモデルのはみ出した要素を支えます。

スライス・ソフトウェアの人気オプション Ultimaker Cura（使いやすさと幅広いフィラメント互換性で知られる）やPrusaSlicer（高度なカスタマイズオプションで支持されている）などがある。

コントロールするプリント・コントロール・ソフトウェア

3Dプリントをリモートで監視し、その場で設定を調整し、プリントが完了したら通知を受け取ることができることを想像してみてください。このレベルのコントロールは、プリントコントロールソフトウェアによって提供されます。すべてのプリントに必須というわけではありませんが、次のような場合には貴重なツールになります：

• 遠隔監視： パソコンや携帯電話からプリントの進捗状況を確認し、特に長時間のプリントでは、すべてがスムーズに進行していることを確認しましょう。
• リアルタイム調整： ソフトウェアによっては、プロセス中に温度や印刷速度などの印刷設定を微調整できるものもあり、少し失敗した印刷を救える可能性がある。
• マルチプリンター管理： 3Dプリンタを複数台所有している場合、印刷管理ソフトウェアを使用すると、すべてのマシンで印刷ジョブを管理し、ワークフローを最適化してプリンタの稼働時間を最大化できます。

人気のオプションは以下の通り。 OctoPrintは、広範な機能とカスタマイズオプションで知られる無料のオープンソースソフトウェアであり、Simplify3Dは、ユーザーフレンドリーなインターフェイスとマルチマテリアル印刷の組み込みサポートなどの高度な機能を備えた有料オプションである。

プリントコントロールの未来 として 3Dプリンティング 技術が進化すれば、印刷制御ソフトウェアも進化する。リアルタイムの印刷エラー検出、自動プリントベッドレベリング、真にシームレスな印刷体験のためのフィラメント管理システムとの統合などの機能を期待したい。

最後のフロンティア補助装置

中核となるソフトウェアとスキャナーのオプションの他にも、さまざまな補助機器が3Dプリント体験を向上させます：

• フィラメント乾燥機： ナイロンのような湿気に敏感なフィラメントの場合、フィラメント乾燥機は余分な湿気を取り除き、反りやひび割れのような印刷上の問題を防ぐのに役立ちます。
• ヒーター付きプリントベッド： プリントベッドを加熱することで、ABSのような特定のフィラメントが印刷面に密着しやすくなり、反りやカールのリスクが軽減される。
• ヒュームエクストラクター： 3Dプリンティングは、特に特定のフィラメントタイプで、いくつかのヒュームを発生させることがあります。ヒュームエクストラクターは、ワークスペースの空気の質を保つのに役立ちます。
• 3Dプリンターによる筐体： エンクロージャーは、プリンターに制御された環境を作り出し、最適な印刷条件のために温度と湿度を調整することができます。

適切な設備への投資 は、具体的なニーズや使用するフィラメントの種類によって異なります。PLAフィラメントを使った気軽な印刷には、加熱式プリントベッドで十分かもしれない。しかし、高性能フィラメントを使用するプロフェッショナルな用途では、フィラメント乾燥機、ヒュームエクストラクター、エンクロージャーが、安定した高品質の結果を得るために不可欠になる可能性があります。

よくあるご質問

表1：よくある質問 3Dプリンティング ソフトウェアと設備

より多くの3Dプリントプロセスを知る