3Dプリンターで便利小物ペンスタンドを作る方法
3Dプリンターで作れる便利な小物としてペンスタンドがあります。ペンスタンドは日用品としても使用されるもので、さまざまな形状が存在します。3Dプリンターを使えばさまざまな形状を作ることが可能です。箱型のものから平置きのものまでご紹介します。
3Dプリントペンスタンドの形状
今回は3Dプリント便利小物の一つ、ペンスタンドは平置きのものをご紹介します。
便利小物ペンスタンドの3Dデータの作成・入手方法
初めに3Dデータを用意する必要があります。STL形式かOBJ形式の3Dデータがあれば3Dプリントが可能です。
3Dモデリング
ペンスタンドの3Dデータを作るにはFusion360のような3DCADソフトがおすすめです。操作も簡単で初心者にもやさしいCADソフトです。
フリーの3D素材を利用する
フリーの3Dデータから素材をダウンロードする方法もあります。無料で利用できる3Dデータサイトが複数存在します。例えばThingiverseなどの無料3Dデータサイトで「pen stand」などと検索すると複数無料データがダウンロード可能です。
光造形3DプリンターForm3＋で造形
カードスタンドは光造形3Dプリンタ―のForm3＋で造形を行います。Form3＋は高精細で滑らかな造形ができるうえに高い安定性を持っている3Dプリンターです。
レジンの選択
まず初めにどのレジンでプリントするか選択を行います。カードスタンドはカードを置く溝部分が非常に細かいため、なるべく高精細で細かい造形ができるレジンを選択します。
またカードスタンドは置いて使用することから強度などが求められるものではないので、一般的なグレイレジンを使用します。またホワイトやブラック、クリアなどのレジンでも大丈夫です。
グレイレジンを選択した理由
Formlabsのスタンダードレジンはアクリルをベースにした材料で、高精細で滑らかな造形が可能です。中でもグレイレジンが最も綺麗に出力ができます。
また積層ピッチは25ミクロンから50ミクロン、100ミクロン、160ミクロンの4種類の積層ピッチから選択が可能で、160ミクロンでは高速造形が可能です。
今回のペンスタンドは長い造形物で立てて出力することから、160ミクロンで一定の滑らかさが出せるグレイレジンを選択しました。
専用ソフトウェアPreformでプリント設定
専用ソフトウェアPreFormでプリント設定を行います。PreFormはFormlabsのスライスソフトで、簡単に設定が可能です。
プリント方向を設定
カードスタンドはかなり長い形状をしている点、またForm3＋は縦方向の造形が非常に滑らかな仕上がりができる点から、縦に立ててプリントします。
またグレイレジンであればベタでビルドプラットフォームに直接造形が可能ですが、サポート材を付けた方がゆがみが無く安定してプリントが可能です。
サポート材の設定
サポート材はこの方向に合った形で自動生成を行いますが、側面などの余分な部分は可能な限り減らしてプリントを行います。
積層ピッチ
積層ピッチは高速造形ができる160ミクロンでプリントを行います。160ミクロンはグレイレジンのみの設定です。
ビルドプラットフォームから取り外す
光造形3Dプリンターでは、ビルドプラットフォームにしっかりと造形モデルがくっついています。Form3＋の場合はラフトとビルドプラットフォームの設置面が真空状態になっており専用工具を使用して取り外します。
専用工具の中でも取り外しやすいのがヘラとハンマーです。スクレイパーは小型の造形物には最適ですが、今回のブラケットの場合、精密な形状や細かい部分などが折れないように、造形物が飛ばないように取り外しを行います。
まずラフトとプラットフォームの間にヘラをあてます。
次に軽くハンマーでヘラをたたきます。この際、加える力はほんの軽くで大丈夫です。ヘラが少しでも入れば、そこから空気が入り込み、真空状態が無くなり簡単に造形物が取れます。
洗浄
造形物の取り外しができた後は、エタコールで洗浄を行います。洗浄にはIPA（イソプロピルアルコール）やエタノールなどがありますが、第二種有機溶剤に該当しないエタコールがおすすめです。
※IPAでもエタコールでもレジンが溶けだしてしまうと産業廃棄物扱いになります。
仕上げキットを使用する場合
仕上げキットを使用する場合、各バスケットに10分ずつ、合計20分程度ひたしてください。洗浄時間はエコタールの濃度によって異なります。洗浄が続き汚れている場合には少し長め、もしくは別途、エタコールで拭き取ってください。
FormWash(自動洗浄機)を使用する場合
FormWashでは、自動で攪拌してくれて洗浄完了後、引き上げてくれます。こちらも20分程度洗浄を行ってください。
乾燥
エコタールで洗浄後は乾燥をおこなってください。乾燥時間は1時間程度あれば十分です。
サポート除去
さてここからはサポートの除去を行ってまいります。サポート材は手でも取り外すことができます。サポート材はすぐにとりはずさないで、造形後に、造形モデルを十分乾燥十分乾燥させるとサポート材は簡単に取り外しが可能です。またなるべく造形物を傷つけないように、ニッパーを使う方法もあります。
仕上がりとコスト・リードタイム
それではカーテン留めの仕上がりとコスト、リードタイムなどをご紹介しましょう。
| 造形時間 | 7時間17分 |
| レイヤー数 | 981 |
| 材料使用量 | 70.85ml |
| 材料コスト | 1,331円 |
まとめ
通常ペンスタンドは市販のものを使用するのが一般的ですが、3Dプリンターを使えば市販では販売していないものや、オリジナルな形状にカスタマイズした形をオンデマンドで作ることが可能です。
