クリスマスツリーを3Dプリント

典型的なクリスマスツリーのイメージは人それぞれでしょう。私がMitchとJoyからクリスマスツリーを3Dプリンタで出力しようと言われたとき、最初はあまり乗り気ではありませんでした。が、一応それなりに何ができるのかを考察してみました。

私は、ここ英国サウサンプトンにあるRSのテクノロジーセンターで18か月間にわたり３Dプリンタを使用してきました。その経験から、次のような懸念を思いつきました。

1つのデザインを１度で出力しなければ、というわけではない –大きい物体の場合、1つのデザインを一度に出力することは必ずしも効率よい方法とは限りません。今回のようなクリスマスツリーを最も簡単に出力する方法は、ツリーを2つのパーツに分けて出力することです。こうすることで、出力時間を5日から3日未満に短縮できるだけでなく、各パーツを支えるサポート材を削減できるため素材を節約できます。

デザインの設置が鍵となる – 一般的に、「3Dプリンタは何でも作れる」と言われますが、実際はそうとも限りません。デザインをプリンタの造形プレートに正しく置くことができないと、そのデザインは出力されないか、正しく出力されません。クリスマスツリーの場合、下半分（木の幹の部分）を上下逆に出力する必要がありました。こうすることで、プリンタが内側から外側へ、下から上へと出力を行っていくプロセスで、デザインの各レイヤはよりしっかりサポートされた状態となります。つまり、新たに出力されるレイヤはその前に出力されているレイヤによってサポートされるため、プリント中にデザインが壊れるのを防ぐために追加するサポート材の必要性が減ります。

ツリーの上半分は通常の方向で出力しました。こうすることで、一番上の星の部分を簡単に出力できました。また、ここでも、星の角を支えるために必要なサポート材を減らすことできました。

第一印象は見た目通りとは限らない –出力できないデザインのように見えるからと言って、出力できないわけではありません。クリスマスツリーはまさにこの典型です。

ツリー最上部の星のデザインや、スタンドからツリー最下部の最初の部分までの距離を考えると、クリスマスツリーを出力できるかどうかは怪しいと思っていましたが、過去18か月間で得たあらゆる経験により、その2つの課題と私が抱えていた疑念を克服することができました。3Dプリンタでクリスマスツリーを完成させることができたのです。

プロセス

造形の物理的構造の大きさや私の疑念を除いても、出力プロセス自体がほとんどトラブルツリーと言ってもいいものでした。

ツリー自体はおよそ1.2kgのフィラメントを200ミクロンの解像度で一晩かけて積層して造形されました。私は通常、午後から出力プロセスを開始しました。プリンタが下部のベースを出力し、20～30のレイヤが出力するのを監視できるようにするためです。問題の99%はこの初期の段階で発生します。

最後の仕上げのプロセスはちょっと話が別でした。ツリーの2つのパーツをできるだけ効率的な位置に設置したものの、取り外しが必要な大きなサポート材と、スムーズにするための表面仕上げの問題が残っていました。

仕上げの作業を行うために、私はすぐに使用できる以下のツールを使用しました。

トリミングナイフ (789-4596)

小型プライヤ(606-529)

小型カッター (606-490)

ミニやすりセット (818-2807)

ただし、仕上げに使用できる理想的なツールはDremel Microパワーツール (890-3320) です。ベーシックな手動工具では届かない小さなスペースでも、アタッチメントを使用することで作業できます。

仕上げが完了すると、今度は「はまるかはまらないか」の問題に直面します。これは、例えば組み立て式の家具にプラスチックのキットをはめるときなど、最後にモジュール状のパーツを組み立てるときに誰もが経験することです。しかし嬉しいことに、2つのパーツに崩れていたり壊れているところはなく、完璧に合わせることができました。

RSサウサンプトンのTechnology Centreにおいては、3D出力は顧客のために行っている通常のプロセスです。ここでは3D出力テクノロジーのSLAやFDMなどについて見たり聞いたりするとともに、過去数年の3D出力の進化を見られる場所でもあり、このテクノロジーの将来を計画する場所でもあります。私にとってそれは魅力的でもあり、少し怖くもあります。明確なのは、巨大なクリスマスツリーを造形できたという今回の経験は、今後、私たちが出力することになるものに比べれば氷山の一角に過ぎないということです。