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？

今回の機能編は、「スクリューコンテナ①」です。
３Dプリンターで機能性のあるスクリューコンテナを３Dプリントしていきます。

スクリューコンテナとは、軽くて丈夫なプラスチック製保存容器として一般的に使われています。
異なるサイズ同士でも積み重ねて保存でき、使わない時は重ねて収納できるのが特徴です。
その中から、形やサイズの違う5種類のスクリューコンテナを３Dプリントしていきます。

表面の仕上がりのディティール以外にもスクリュー部分の機能性についても検証していきたいと思います。その他に、空洞のあるカップを3Dプリントする場合の仕上がりも比較検証していきます。

３Dプリントする内容と使用するソフト

こちらが、今回3Dプリントをするスクリューコンテナの種類です。全部で5種類あります。
スクリューコンテナは、カップと蓋に分かれています。別々で３Dプリントします。
3Dプリントした場合の、表面の精度、曲面のカーブの仕上がりや、カップの内側の仕上がり具合などを見ていきます。蓋には、それぞれテクスチャが入っていますのでそちらの仕上り具合も見ていきます。
今回のレビューは、その中から3種類 A B C をレビューしていきます。

左から カップの A・B・C

左から フタの A・B・C

プリントするカップの形状とサイズ

左から順番に説明していきます。

A.カップ
サイズ 幅24mm × 高さ62mm

A.フタ
サイズ 幅28.5mm × 高さ7.3mm

B.カップ
サイズ 幅28.9mm × 高さ39.5mm

B.フタ
サイズ 幅33.8mm × 高さ8.1mm

C.カップ
サイズ 幅33.9mm × 高さ17mm

C.フタ
サイズ 幅39mm × 高さ9mm

こちらの3種類の形状で検証していきます。

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。

今回、ソフトウェアPreFormでプリントするカップの3Dデータは、Blenderを使用して作製しています。

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1】表面ディティールの仕上がり

検証一つ目の内容は、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の仕上がりです。
３Dデータの造形がどこまで表現できているのかを検証していきます。今回は蓋にテクスチャが入っていますので、テクスチャの仕上りも検証していきます。

【検証2】スクリューの機能性

検証二つ目の内容は、スクリューコンテナの蓋の機能性です。蓋がしっかりとカップにはまるのかどうかと、
スクリュー部分の動作の検証をしていきます。
スクリューの溝がどこまで表現できているのかも見ていきます。

PreForm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。この内容で3Dプリントをしていきます。
※全5種類のカップと蓋をプリントしています。

黄色に表示されている部分にカップが検出されています。
※カップ症状については、次回のスクリューコンテナ②でレビューしていきます。
今回の３種類にはカップ症状は現れていません。
カップ症状に関しては、以前のレビュー 光造形3DプリンターForm3レビュー【カップ編：グレイレジン】で説明しています。参考にしてみて下さい。

PreFormのプリント画面

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
14h30m	1236層	68.19ml	10個＝1,282円	1個＝128円

A.カップとフタ

B.カップとフタ

C.カップとフタ

プリント結果

【検証1】表面ディティールの仕上がり 結果

A.カップ

●表面の仕上がりは、滑らかで高精細にプリントできています。
●カップの内側部分も底まできれいに造形できています。
●スクリュー部分の溝も凹凸がしっかりできています。
●直付面がほんの少しだけ広がっています。
●積層跡が薄っすら見えます。

［寸法結果］

サイズ 幅24mm × 高さ62mm

３Dプリント後のサイズ
幅 : ＋0.1mm
高さ : ＋0.7mm

全体的に少し歪みました。

A.フタ

●表面の仕上がりは、滑らかで高精細にプリントできています。
●蓋のテクスチャも良くできています。
●フタの内側部分も底まできれいに造形できています。
●スクリュー部分の溝も凹凸がしっかりできています。
●直付面がほんの少しだけ広がっています。

［寸法結果］

サイズ 幅28.5mm × 高さ7.3mm

３Dプリント後のサイズ
幅 : −0.1mm
高さ : ＋0.2mm

全体的に少し歪みました。

B.カップ

●表面の仕上がりは、滑らかで高精細にプリントできています。
●カップの内側部分も底まできれいに造形できています。
●スクリュー部分の溝も凹凸がしっかりできています。
●直付面がほんの少しだけ広がっています。
●積層跡が薄っすら見えます。
●全体的に精度の高い仕上がりです。

［寸法結果］

サイズ 幅28.9mm × 高さ39.5mm

３Dプリント後のサイズ
幅 : ＋0.2mm
高さ : ＋0.1mm

全体的に少し歪みました。

B.フタ

●表面の仕上がりは、滑らかで高精細にプリントできています。
●蓋のテクスチャも良くできています。
●フタの内側部分も底まできれいに造形できています。
●スクリュー部分の溝も凹凸がしっかりできています。

［寸法結果］

サイズ 幅33.8mm × 高さ8.1mm

３Dプリント後のサイズ
幅 : −0.2mm
高さ : 寸法通り

横に少し歪みました。

C.カップ

●表面の仕上がりは、滑らかで高精細にプリントできています。
●カップの内側部分も底まできれいに造形できています。
●スクリュー部分の溝も凹凸がしっかりできています。
●直付面が少しだけ広がっていますが、直付表面も滑らかです。
●積層跡が薄っすら見えます。
●全体的に精度の高い仕上がりです。

［寸法結果］

サイズ 幅33.9mm × 高さ17mm

３Dプリント後のサイズ
幅 : ＋0.3mm
高さ : 寸法通り

横に少し歪みました。

C.フタ

●表面の仕上がりは、滑らかで高精細にプリントできています。
●フタの内側部分も底まできれいに造形できています。
●スクリュー部分の溝も凹凸がしっかりできています。
●直付面がほんの少しだけ広がっています。

［寸法結果］

サイズ 幅39mm × 高さ9mm

３Dプリント後のサイズ
幅 : ＋0.2mm
高さ : 寸法通り

横に少し歪みました。

【検証2】スクリューの機能性 結果

スクリュー部分の機能がどのように3Dプリントできているのかを見ていきます。
3種類のスクリューカップに蓋をしてみました。

問題無く最後までしっかりと蓋をしめることができました。
スクリュー部分の動作もとてもスムーズです。
機能性に関しては問題なさそうです。

機能編 スクリューコンテナ① 3Dプリントまとめ

●表面のディティールの仕上がり
全体的に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。
カップ形状でしたが、底部分まできれいな造形ができました。
蓋にはテクスチャが入っていましたが、どれも高精細な凹凸に仕上がっています。
カップ形状の側面にテクスチャのある造形を３Dプリントしましたが、造形に影響なく３Dプリントができています。更に小さい造形サイズでしたが凹凸もしっかり表現できました。

●機能性に関して
スクリューコンテナの機能である蓋の開閉もスムーズにできました。
スクリューの溝の凹凸もきれいに仕上がっています。スクリュー機能のある造形も光造形３Dプリンターで問題無く３Dプリントできることが分かりました。

今回の３Dプリントの結果は、グレイレジンの持つ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結果になりました。機能性に関しては、クリアランスも問題無くプリントできた良い検証結果になりました。また、グレイレジン以外の材料にtough 2000 ResinというABSの強度を再現したものや、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材料があります。
用途や造形の表現に合う最適な材料で、機能を生かした造形に仕上げられるように検証をしていけたらと思います。

次回は、引き続きスクリューコンテナ②をレビューしていきます。

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