Form3プリントレビュー]Tough 1500でカラビナを3Dプリントするとどうなるのか?

カラビナをTough1500で3Dプリントする理由

光造形3DプリンターであるForm3を使用して身近にあるものを3Dプリントしていきながら、Form3の最適なプリント方法や新たな発見が見つかるプリントレビューです。

Form3は、用途によって様々な材料で3Dプリントすることができます。
プリント方法も色々選ぶことができます。
プリントしたいものによって、どの材料を選んだら良いのかが分からない場合や、形状や機能により仕上がり具合が想像できない場合のプリント方法のヒントとして参考にしていただけます。

今回のプリントレビューはForm3の材料の中からTough 1500 Resinを使用してプリントします。
カラビナは、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。主に登山道具やクライミング用としての用途が主流ですが、アクセサリー用としても使用されることが多いです。
カラビナは、開閉したリングに物を通したり、引っ掛けて使用します。物を掛けるのでリング自体に強度が必要です。また、今回3Dプリントをするカラビナは一体型で開閉ができる形状なので、押して開くための素材の柔軟性が必要です。

Tough 1500はレジンの中でも弾力性や剛性があり丈夫な材料です。
この特長を3Dプリントで表現するためにTough 1500レジンを使用します。
Tough 1500レジンについて、詳しく説明していきます。

Tough 1500 Resinとは?

Tough 1500レジンの特長

Tough 1500レジンの特長として、以下があげられます。

・柔軟性と剛性を併せ持つ高強度レジンで汎用性がある
・繰り返しのたわみや折り曲げでも元に戻り、衝撃強度が高い
・熱可塑性樹脂のポリプロピレンの強度と硬さを再現したレジン
・しなやかで滑らかな質感

向いているプリントと不向きなプリント

[向いているプリント]

・バネ
・治工具
・ヒンジ
・スナップフィット
・コネクタ など

[不向きなプリント]

・繊細な特長を持つ造形
・高温環境で使用するもの

◆ Form3のTough Resinの種類 ◆

Form3のTough Resinには、3種類あります。
ABSの持つ強度と柔軟性をバランスよく備え、高い強度を持つTough 2000
歪みに対する耐衝撃性が高く、剛性と可撓性を両方兼ね備えたDurable Resin
その中間で弾力性があり丈夫で、汎用性があるTough 1500 Resinがあります。
今回はその中からTough 1500を使用してプリントします。

3Dプリントするもの

カラビナのサイズと3Dデータ

今回3Dプリントするカラビナの形状とサイズです。

[サイズ]44.9mm(縦)×88.7mm(横)×10mm(高さ)

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。 

使用する3Dプリンター

使用する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。

Blenderで作製した3Dデータを、Form3専用ソフトウェア PreFormでプリント設定をしてプリントします。PreFormでは、プリントするデータのプリント方向、サポートの付け方、積層ピッチ等の設定をすることができます。

3Dプリント結果

それでは、3Dプリントの結果を見ていきましょう。

一部今回のプリントでは無い物も含まれています

Form3で3Dプリントが終了したところです。この後洗浄をして、乾燥後に二次硬化をしていきます。

カラビナ全体の仕上がり

・全体的に滑らかにプリントできている
・素材の弾力性が感じられる

寸法精度

[プリントサイズ]44.9mm(縦)×88.7mm(横)×10mm(高さ)

・縦 −2.1mm
・横 −1.7mm
・高さ 寸法通り

全体的に造形が少し縮んだ

注目の特長とポイント

◾️表面の仕上がり

・全体的に滑らかな仕上がり、さらっとしてきれいな表面
・側面に積層跡が少し見られる
・カーブがきれいに出ている

◾️直付面の仕上がり

・直付表面が少し広がった
・直付表面は滑らかな仕上がり
・直付プリントだったが、造形への影響も少なかった

◾️パーツごとの仕上がり

カラビナの開閉部分

・開閉部はくっつかずに、隙間のある状態のままプリントができた
・開閉部の上部分が一部変形してしまった

内側の文字部分

・凹んだ文字データだったが、埋まることなくきれいな凹凸に仕上がった
・細いラインの文字だったが、高精細にプリントできた

プリント方法について

今回の3Dプリントの設定内容になります。

Preformでのプリント設定

◾️サポート設定 直付プリント(サポート材なし)

◾️積層ピッチ 50ミクロン

◾️二次硬化の設定  70℃  60分 ※Tough 1500は二次硬化をすることでより強度が出ます

◾️プリント設定画面

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
2h27m 200層 11.33ml 1個=247円 1個=247円

機能面のプリント結果

Tough 1500の特長である弾力性と強度が、カラビナの機能をどこまで表現できているのかを検証していきます。

カラビナを開閉してみました。

触った印象は、柔軟性のある動きが感じられます。
押して手を離しても元の形状に自然と戻ります。
柔らかすぎず、硬さも適度にあります。

機能面としても問題なさそうです。

まとめ

「カラビナをTough 1500 Resinで3Dプリントするとどうなるのか?」

3Dプリントの仕上がり

⚫︎滑らかな表面に仕上がる
⚫︎直付でもそこまで大きな影響も無くプリントができる
⚫︎カーブや文字の繊細な表現もきれいに3Dプリントできる

機能面について

⚫︎Tough 1500の持つ柔軟性により、開閉がスムーズにできる
⚫︎繰り返しのたわみにも耐えられて形状も維持できる
⚫︎折れない硬さと強度がある

Tough 1500 Resinでカラビナを3Dプリントすると、カラビナの機能面を素材感で再現することができます。
繰り返しのたわみや折り曲げでも元に戻るという性質を表現することができます。更に、衝撃強度が高いので簡単に折れることもありません。機能性だけでは無く表面の仕上がりも滑らかで、バランスの取れたレジンと言えます。

材料による仕上がりの比較として、光造形3DプリンターForm3レビュー【機能編 カラビナ: グレイレジンもぜひ参考にしてみて下さい。

2021.9.3 投稿者:akkii

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