3Dプリント用モデリング術トップ10

Text by kanai

Kacie Hultgren（通称：PrettySmallThings）は、ブロードウェイの舞台デザイナーとして3Dプリンターを利用しているが、「クラッチパース」や「ジップトップバッグ」など、びっくりするようなものも作っている。彼女は『2014 Ultimate Guide to 3D Printing』のテストチームのメンバーでもある。

ジップトップバッグ（SmallPrettyThingsより）

Kacieのプリント術

45度ルール

45度ルールは覚えておくこと。45度以上のオーバーハングにはサポート材を使うか、特別なデザインテクニックを使って対処しなければならない。使いやすいサポート材やブリッジ材（円錐形など）をデザインして使おう。

サポート材がいらないデザインをする

サポートに関するアルゴリズムは日々進化しているが、サポート材を使うと、モデル表面にかっこ悪い跡が残ってしまう。また、サポート材を切り離す作業も手間がかかる。サポート材を使わずにプリントできるようにデザインすることが大切だ。

ウィンザーチェア（SmallPrettyThings）

カスタムサポートを加える

コンピューターが自動生成するサポート材を使わなくて済むように、マウスイヤー（ネズミの耳）と呼ばれるヘルパーディスクやコーンをデザインに組み込む。Tony BuserのMouse Eared Rocket FincanやPrettySmallThingsのウィンザーチェアはとても参考になる。ラフトも避けよう。プリント時間が長くなってしまう。ソフトやプリンターの設定によっては、ラフトの切り離しが難しくなったり、プリントの底面の仕上がりが悪くなることがある。

WHPThomasのPLAピンコネクター。Tony BuserのオリジナルABSセットから派生した。

プリンターの限界を知ろう

モデルの細かさを確かめる。小さな出っ張り（タワー）や細かい起伏など、デスクトップ3Dプリンターのプラスティックで再現できる範囲のものかどうか。とても重要ながら、よく見逃しがちなことに、プリンターが対応するスレッド幅の公差がある。

スレッド幅はプリンターのノズルの直径で決まる。一般的なプリンターでは、0.4ミリまたは0.5ミリのノズルが使われている。0.4ミリノズルで円を描けば、いちばん小さくてもかならず2本のスレッドで描かれるため0.8ミリの直径になる。0.5ミリノズルなら1ミリだ。ビデオのなかでKacieも言っているが、「プリントできるいちばん小さいものは、スレッド幅の2倍の大きさ」という法則が成り立つ。

はめ込みパーツに適切な隙間を設ける

いくつかのパーツをはめ込む場合、「はめ合い公差」が重要になる。適切なはめ合い公差を割り出すのは難しいが、Kacieは簡単な技を教えてくれた。きっちりはめ込むもの（ぎゅっと押し込んで固定するもの）は0.2ミリのオフセット。ゆるくはめ込むもの（ヒンジや箱の蓋など）は0.4ミリのオフセットと覚えておくといい。もちろん、モデルによって違いが出てくるので、かならず自分のモデルでテストすること。

Stretchlet（Emmett）

シェルを正しく使う

細かい部分には余分なシェルを加えないこと。小さな文字をプリントするときなど、シェルが重なると細部がぼやけてしまう。

スレッド幅を最適化する

スレッド幅を上手に使おう。柔らかいモデルは、とても薄いものをプリントしたいとき、モデルの壁を1本のスレッド幅にする。Thingiverseで公開されているHultgrenのFlexible Inspirationのコレクションを参考にしてほしい。この技を使ったサンプルがいろいろ見られる。

解像度を高める方向に決める

解像度を考えてモデルの配置方向を決めること。必要に応じてモデルを輪切りにして、あとで組み合わせることも考えよう。熱融解積層方式のプリンターでは、解像度がコントロールできるのはZ方向のみだ。XとY方向はスレッド幅で決まってしまう。細かい表現が必要な部分があれば、そこを解像度が調整可能な方向に向けることだ。

SmallPrettyThingsの輪切りにしてプリントしたPlated Okapi。オリジナルはMasayukiのオカピ。