第5回 3Dプリンターブーム到来
2011年3月〜2013年11月
この間は外国に出稼ぎに行っており，3Dプリンタは冬眠状態であった。（雑記帳 方向音痴）
この3年の間に「3Dプリンターブーム」が起こり，「物作り革命」などと騒がれたの
は，ご存じの通り。
4年前は選択肢が無かったパーソナル3Dプリンタは，現在は欧米，中国，台湾，韓国，日本のベンチャー企業から数十機種も出ているようである。
帰国後，現在出ている3Dプリンタが，どの程度の物なのか，ヤマダ電気や秋葉原などで現物をいろいろ見てみた。
自分のCUPCAKE CNCに比べると，今の3Dプリンタの出力サンプルは，数段は綺麗であり，溜息が出てしまった。
CUPCAKE CNCは，「俺はマゾか？」と言いたくなるほどトラブルに遭遇した
が，現在の3Dプリンタなら，どれを買っても実用になる気がする。
新しい分野の製品は，その黎明期に多くの企業が参入し，バラエティーに富んだ物が現れる。
大手が参入してくると数社に絞られてしまうことが多いが，そうなると画一的になってつまらなくなるものだ。
だから今が一番面白い時期なのかも知れない。
「デジタルグッズはナマモノ」
パソコンに代表される電子機器は，時に数年で使い物にならないほど旧式化してしまうことがある。
ゆっくり進歩するだろうという読みは完全に外れ，すっかり旧式になってしまった今の私のCUPCAKE CNC。
うるさいので押入の中に設置してあるのだが，隣のA4サイズのノートパソコンとの比較からおよそのサイズがお分かり頂けると思う。
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CUPCAKE CNC wikipedia（米）などによれば，このパーソナル3Dプリンタの元祖機は，2009年6月頃に北米で発売され，2650台ほど売れた模様。そのうち，日本には数十台が輸入されたと 思われる。 ユーザーから多くの改良案が示され，それを元に後継版のキットが2011年に発売され，それは1000台ほど売れたらしい。 その後，製造メーカーのMakerBot社は業務用の3Dプリンタの会社に買収され，現在は両キットとも既に製造中止し，代わりに完成品のみを販売している。（高い） CUPCAKE CNCはユーザーを巻き込んだ壮大な試作プロジェクトだったと言えるのかも。 だが，当時のコミュニティーで蓄積された情報が見られなくなっており，批判も浴びているとのこと。 |
右のノートパソコンは，出張時や滞在先で使ってきたXP機だが，もはやOSの更新に耐えるスペックでも無いため，引退させて3Dプリンタ専用とした。
CUPCAKE CNCもトラブル退治に時間が掛かり，充分に使う前に日本を離れてしまった。
戻ってきた3年後の今は既に「化石状態」。
壊れるまで使うべきか，諦めて新型を買うべきか？→ 最初から壊れてるようなものだが，ポンポン買い替えるほどお金は無い (^_^;
皆が1000万画素のデジカメを使っているときに，ケータイにも劣る35万画素のデジカメを意地になって使っていた10年前の自分を思い出す。
CUPCAKE CNCはすっかり旧式ではあるが，最新式の3Dプリンタも原 理的には同じであるから，程度の差はあれど同じ問題は抱えていると思うので代表的なもの を上げてみる。
1）サポート材が必要
射出された樹脂はすぐに固まる訳ではないから，宙に浮いた形状は，樹脂が垂れてしまう。
下図はカバーの一部であるが，三つの突起やカバー上部は空中に張り出しているため，樹脂が垂れている様子が分かる。
これを防ぐには，「サポート」と言われる支えを付ける必要がある。
現在の3Dプリンターは，自動でサポートを付ける機能はある。
しかし，この機種のサポート機能はまだ実用的ではないので，自分でサポートを付けている。
経験的には，45度以下の張り出し部分は，5mm間隔でリブ状のサポートを付ける必要がある。
リブ状に見えるものが自分で設けたサポート。
このサポートは，出力後に除去しなくてはならない。
ニッパーやカッターで切るか，樹脂なので熱で溶断することも出来る。
これはそのような用途に向いた「ヒートペン」
温度コントローラーが付いている。ABSにはMAX値が良いようだ。
最初使っていたホットナイフ。先端が遠く，高温部分の露出が多く危険でもある
溶断するため，騒音や粉塵が出ず，切断部が丈夫になるという副産物もある。
最後はヤスリやリューターで仕上げるにしても，削る量が大幅に少なくて済む。
2）サイズに制約
CUPCAKE CNCのプリント可能範囲は公称10cm立方，実際には土台（プラットフォーム）の周囲のネジ頭が邪魔なため，せいぜい9cm四方である。
だからそれより大きな部品は分割しなくてはならない。
ハムスター用の砂風呂を作る様子
分割出力したあと，接着する。
五郎3）シマシマが出る
樹脂層を積み上げていくという原理上，出力品には積層の跡が残る。
このプリンターは積層ピッチが約0.4mmと粗めで，更に各部の精度の関係で，それ以上のピッチムラが発生している。
外観を重視する部品は，この積層跡を消す必要がある。
樹脂用の接着剤を全面に塗ると，このムラを少し埋めてくれるし，部品の強度も上がる。(出力品は、層から割れやすいのである）
更にパテを塗ってサンドペーパーなどで研磨する必要がある。
きれいにするつもりなら，それなりに面倒で時間が掛かる作業である。
←出力したままの状態 ちなみに積層ピッチは0.4mmでも分解能は0.4mmではない。
このプリンタでは，形状にもよるが，1mm以下の形はつぶれてしまって再現されない。
エッジもシャープではなく，常にRがついた感じになる。
現在は，3Dプリンタの性能判断の項目として「積層ピッチ」が挙げられているが，あまり当てにはならず、実際の出力サンプルを比較しないと本当の良否は分からないようである。
4）精度は不安定
樹脂部品は，複雑な形状でも一体構造に出来るのが大きな利点である。
たとえば，下の例は，45度プリズムボックスを樹脂化した場合である。
上のユニットは板材やアングルを組み合わせて作ったもので，部品8点，ネジ13点。
下のユニットは樹脂化したもので，部品2点，ネジ4点で済んでしまった。
これは加工時間，組み立て時間の大幅な短縮につながる。
ただし，このプリンタは残念ながら，こうした重要部品を作るには精度不足だったようで，この樹脂化したプリズムボックスは見え味が良くないので実際には使わなかった。
現在の3Dプリンタで作ったら，実用に耐える物が出来るかも知れないが，こればかりは実際に試してみないと分からない。
3Dプリンタの出力品は一見綺麗に見えてもよく見ると歪んでいることも多いためである。
まとめ
3Dプリンタは，まだいろいろと面倒な部分はあるにしろ，「無の状態」から作るのに比べれば大幅な労力削減になるのは確か。
下は3Dプリンタで作った部品の例である。今までだったらこんな面倒な形はちょっと自作する気がしなかった。
パテ仕上げ済みの部品
パーソナル3Dプリンタは，「何かを作りたい人」にとっては有力な工作手段になると思う。
そのためには，まだまだ使いこなすのが難しい3Dデータの作成ソフトもワープロのように誰でも直感的に使えるように発達させて欲しいと願う。
参考文献：CG WORLD 別冊 Product Design World 2005年10月号