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？

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、「カラビナ」に注目します。

カラビナとは、楕円形で一部に開閉できる機能の付いた金属リングです。元々は登山道具やクライミング用として開発されましたが、現在はアクセサリー用としても様々な機能やサイズのカラビナがあります。
今回はこのカラビナを３Dプリンターで３Dプリントをしてきたいと思います。

3Dプリントする形状とサイズ

こちらが３Dプリントするカラビナの3Dデータです。
今回プリントするカラビナは、開閉部分に部品が無い一体型のデザインです。

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。 

サイズ : 64.7mm(縦)×34mm(横)×6mm(高さ)

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？

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。

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
6h29m	826層	27.53ml	4個＝518円	1個＝129円

３Dプリント結果

［寸法結果］
3Dデータサイズ : 64.7mm(縦)×34mm(横)×6mm(高さ)

３Dプリント後のサイズ
縦 : ＋0.7mm
横 : ＋0.1mm
高さ : −0.2mm

縦と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ました。

機能性の結果

カラビナ3Dプリントまとめ

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。

表面だけでは無く、内側部分も同様にきれいで滑らかににプリントできていました。
プリント設定に関しても、高さの低い直付プリントだったので、特に影響も無く滑らかな造形に仕上がりました。機能性に関しては、柔軟性もあり、カラビナ開閉部分の動作も問題なくできました。

ただ、スタンダードレジンは、そこまで強度がある材料では無いので、曲げすぎると折れる可能性があります。見た目の確認やプロトタイプ用としての使用に向いている材料です。
３Dプリントの結果としては、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。カラビナの機能性や強度の比較検証もしていけたらと思います。

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