光造形3DプリンターForm3レビュー【機能編 バックル:グレイレジン】

光造形3DプリンターForm3レビューの機能編です。
Form3で機能性のある造形を3Dプリントするとどのような仕上がりになるのか?
造形の機能性はどこまで表現されるのか?
を検証していきます。
表面の仕上がりのディティール以外にも材料の持つ特徴や機能性についても見ていきたいと思います。

今回の機能編は、「バックル」に注目します。
ベルトやバッグ使われていて、日常でよく目にしたり使用したりする機会が多いバックルですが、
今回はこのバックルを3Dプリンターで3Dプリントをしてきたいと思います。

今回3Dプリントするバックルの種類は、サイドリリースバックルです。
サイドリリースバックルの特徴は、ワンプッシュで簡単にリリースができる事です。両サイドのボタンを均等に押した時にリリースができる機能を持っています。バックルの端にはベルト等のテープの長さを調整して固定できる機能を持った穴も開いています。

プリントするバックルの形状とサイズ

こちらが3Dプリントするバックルの3Dデータになります。
3Dデータは、Blenderという3Dソフトを使用して作製しています。
この形状のバックルを3Dプリントしていきます。

バックルのパーツは2個に分かれています。
パーツ1 サイズ : 41mm(縦)×27mm(横)×8.7mm(高さ)
パーツ2 サイズ : 39mm(縦)×27mm(横)×8mm(高さ)

パーツ1の3Dデータ

パーツ2の3Dデータ

使用する光造形3Dプリンターと材料

今回使用する光造形3Dプリンターは、Form3です。
Form3は、高精細、滑らかな仕上がりが特徴の反転方式の光造形3Dプリンターです。
ソフトは、Form3の専用ソフトウェア PreFormを使用します。
PreFormでは、プリントするデータ、プリント方向、サポートの付け方を設定することができます。
光造形3Dプリンター用の材料はForm3専用スタンダードレジンのグレイレジンを使用します。

3Dプリントで検証したい内容

【検証】機能性のある造形を3Dプリントした場合の表面ディティールの仕上がりと機能性は?

検証したい内容は、機能性のある造形を3Dプリントした場合の表面ディティールと機能性です。
3Dデータで作成した造形を3Dプリントした後に、実際にどのくらいの機能を表現できているのかも見ていきましょう。

Preformでのプリント設定

サポート設定と積層ピッチ

サポート設定は、直付プリント(サポート設定なし)
積層ピッチは、50ミクロン
でプリントしていきます。

こちらがPreFormでのプリント画面になります。
この内容で3Dプリントをしていきます。

青い表示が今回検証するバックルのパーツになります
※一部今回の検証ではない造形も含まれています。

プリント時間 レイヤー数 ボリューム Total材料コスト 1個あたりのl材料コスト
8h15m 826層 38.81ml 5個=730円 1個=146円

3Dプリント結果

それではバックルの3Dプリントの結果を見ていきましょう。

パーツ1のプリント結果

全体的にとても滑らかにプリントできている

内側の空洞部分もきれいにプリントできている

カープ部分の曲線もきれい

表面がとても滑らかに仕上がっている

積層跡が見えます

ベルト穴表面

ベルト穴裏面

縁の平面部分も滑らか

内側の凹凸も良くプリント出ている

内側の表面部分も滑らか

[パーツ1 の寸法結果
3Dデータサイズ : 41mm(縦)×27mm(横)×8.7mm(高さ)

3Dプリント後のサイズ
縦 : 寸法通り
横 : +0.1mm
高さ : 寸法通り

横に少し広がりましたが、ほとんど寸法通りにプリントできた。

パーツ2のプリント結果

全体的にとても滑らかにプリントできている

凹凸部分も3Dデータ通りにプリントできている

カーブ部分の曲線もきれい

左側の先端に直付部分の積層が分かる

直線部分の角の精度もよく出ている

ベルト穴部分表面

ベルト穴部分裏面

[パーツ2 の寸法結果
パーツ2 サイズ : 39mm(縦)×27mm(横)×8mm(高さ)

3Dプリント後のサイズ
縦 : −1mm
横 : +0.1mm
高さ : −0.1mm

縦と高さが少し縮んで、横に少し広がった。

機能性の結果

出来上がったパーツを実際にはめてみました。
バックルがピッタリとはまりました。

実際にパーツをはめてみた所

今度は、両サイドのボタンを押して外してみました。
うまく外すことができました。グレイレジンは、強度性よりも高精細で滑らかなディティールの造形が特徴で、プロトタイプの作製に向いている材料です。何度も動作を繰り返すと割れや欠ける恐れが出てくる可能性があります。

バックル3Dプリントまとめ

今回は、機能編ということでバックルをテーマに光造形3Dプリンターで3Dプリントしてみました。
結果は、3Dデータ通りにとても高精細で滑らかな造形に仕上がりました。細かい凹凸や空洞の内側部分もきれいにプリントできていました。サポートなしの直付プリントでもここまで滑らかな造形ができるという事がわかりました。機能性に関しては、バックルの特徴であるワンプッシュでのリリースも可能でした。
今回使用したグレイレジンの特徴である、滑らかで美しい表面と、高精細なディティール表現が良く出ている検証結果になりました。
Formlabsのスタンダード樹脂以外にも、Form3の材料にはABSの強度を再現したTough 2000 Resinやポリプロピレンの靭性を再現したTough 1500、その中間で適度な曲げ強度があるデュラブルなど、曲がりにくく硬くて頑丈な部品の3Dプリントに最適な材料もあります。パーツの耐久性や強度の比較検証もしていけたらと思います。バックル以外にも機能性のある造形を色々検証していきたいと思います。

2021.7.8 投稿者:akkii

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