Tree-Create

4.プラットホームから分離

・3Dプリンター出力
作成されたモデルは熱いので少し待ってから3Dプリンター付属
のヘラ(スクレーパー)でプラットホームから外します。
普通の立体モデルの場合は容易にポキっとプラット-ホームから
外せるようです。このモデルは平たく繊細な為そうはいかず、
ヘラで徐々に様子を見ながらプラット-ホームからサポート材も含
めて外していきます。

サポート材はプラットホームに結構それなりに張り付いています。
外すだけでもかなり時間がっかってしまいました。

1.Tree-Createによるモデルデータの作成
・Projet4500: 
3DSYSTEM社によるプロ向けの高級フルカラー3Dプリンターです。
プラスチック粉にインクを吹き付けた後に硬化させる方式だそうです。
今回はSTLファイルであった為カラー出力は出来ず、白で出力しました。
仕様は以下の通りです。

葉モデル: 長さ:40㎜ 幅:25㎜ 厚み:1.5㎜
高級機種で作成するとどこまで出来るか確認する為作成してみました。この機種では作成は全て係りの人に依頼
しています。
3Dプリンタ出力
1.Tree-Createによるモデルデータの作成
3.3Dプリンタ出力
作成した枝モデルのstlファイルをメモリスティック経由で3Dプリンタの操作プリグラムに移動します。
この辺りは特に問題なく進みます。ちなみにstlファイルの大きさは281kバイトです。
3DSYSTEMS
ホームページより
造形方式:CJP(カラージェットプリント)方式
仕様素材:専用のプラスチック粉
積層ピッチ:0.1㎜
最少表現サイズ:0.1㎜ 
作成されたモデル・裏側
作成されたモデル・表側
サポート材を外し作成されたモデル
サポート材が付いている出力モデル                   サポート材取り外し中の出力モデル
サポート材をモデルからはがしていきます。
立体的なまとまった形のモデルであればサポート材はペキっと手で外して行けるそうですが、枝モデルの場合薄くて繊細なのでそれは無理です。ニッパーを用いて少しづつサポート材を外していきます。
それでも今回、根元側の葉のサポート取り外し中に葉と枝の取付け部分をネジってしまい、葉が枝からポロっと取れてしまいました。
作成モデルをプラットホームから外すヘラ
3Dプリンター出力終了
この後は
 ・取込んだデータの確認
 ・モデルの配置・作成精度・サポート作成の設定等をソフトで行います。
 ・作業テーブルにモデルを直接作成するプラットホーム取付け
 ・テーブルの開始位置をぷりたーノズルの位置関係を見ながら調整
 ・フィラメントのノズルへの接続
を行い。
問題なければプリントを開始します。これらの操作はほぼ担当の係りの方にやって頂きました。
これらのプリンタはIID(世田谷ものづくり学校)のPrototying Roomさんにあるものです。
全くの初心者でも3Dモデル作成が可能なように、親切にいろいろ教しえていただきました。そのおかげで作成可能な
モデルをその場で作成する事により、初めての3Dモデルを出力する事ができました。
本プログラムで作成した葉および枝の3Dモデルのモデルデータファイル(Stl形式)は標準的な3Dモデルデータ
ファイル,を使用した例を示します。
3Dプリンターに出力が行われる                葉が浮いた状態になるのでサポートが葉の下に作成されている
作成が開始されますとプリンタヘッドは横に動き、プラットホームは前後に動きます。モデル積層に連れてプラットホームが徐々に下がっていきます。。モデルの下に来るサポート材から作成されていきます。
作成したモデルは平たいので比較的早く完成しました。大体1時間かかっています。
AFINIA・積層造形              Projet4500・カラージェット・プリント
作成後温度を冷ましてから硬化させる為時間が掛かります。作成依頼後翌日に完成品を取りに行きました。
硬さと弾力性がちょうどよい感じで出来ていました。これなら無理やりはがさない限り葉がとれる可能性は無い様です。ただ葉が厚く、枝が太く全体的にぼてっとしていかにも作った感じになってしまいました。
また表面はプラスチックの粉の分ザラついた感じです。これに関してはAFINIAの時と同様に削るか、溶剤で表面処理して滑らかに出来ると思われますが現状はそのままです。
この結果より葉の厚みは1.0~1.2㎜(葉・葉脈太さ1.5㎜)・枝の太さは2.0㎜が最適の様です。

なお作成されたモデルは白でできていますが少し赤が混じっています。これはこの機械の不具合のようです。

この3Dプリンタは本来カラーですがstlファイルの為色情報をつける事が出来ず、白で作成されています。(カラー情報付きstlファイルは使用できません。)
カラーで出力する為にはファイルがVRMLかZPRタイプのフォーマットで作成する必要があります。これらのファイルのフォーマットが判明するならば対応して、カラーで出力してみたいと考えています。
・3Dモデリングツール取込み
枝モデル: 長さ:70㎜ 太さ2.5㎜ 葉枚数:5

AFINIA の3Dプリンタ                         stlファイルを取り込みました
メイン画面
プログラム説明
取り扱い説明
3Dモデル提供
4.サポート材を分離
2.3Dプリンタへのデータ取込みと3Dプリンタ設定
とりあえずは2枚の枝モデルを作成しました。3Dモデルデータファイルはstl(バイナリ)で作成しました。
サイズは以下の様に設定しました。
葉モデル: 長さ:50㎜ 幅:30㎜ 厚み:0.8㎜
枝モデル: 長さ:70㎜ 太さ1.5㎜ 葉枚数:2
プリンター出力は2機種で作成してみました。
・AFINIA・H480: 
比較的安価な(といっても20万円程度)3Dプリンターです。個人でも購入可能
な一般に普及している3Dプリンターと同タイプのものです。
仕様は以下の通りです。

AFINIAの作成を考慮すると共にProjet4500の作成方法による制限がありそれも考慮しました。
Projet4500はプラスチック粉を固める方式で作成直後は柔らかく、薄く作ってしまうとダラッと垂れてしまうそうで
余り繊細なものは難しいそうです。この為葉の厚みは0.8㎜から1.5㎜まで厚くしました。また枝の太さも1.5㎜から
2.5㎜まで太くしました。また葉の大きさを少し小さくして、葉の枚数は5枚にしました。
前回同様3Dモデルデータファイルはstl(バイナリ)で作成しました。
結果として、サイズは以下の様に設定しました。
AFINIAによる出力
造形方式:積層造形方式
仕様素材:ABS樹脂
積層ピッチ:0.15㎜
ノズル直径:0.4㎜ 
TOP
データの応用例
初めに個人ベースでも取り扱いができそうな3Dプリンターを用いて、どこまで出力可能か試行してみました。
3Dプリンタ操作は係りの人にやってもらいましたので概略です。

6.完成

2.完成
Projet4500による出力
・概 要
サポート材をモデルから全てはがして完成です。

葉脈や枝の太さは細くほぼ実物通りと思われ良い感じなのですが、この細さでは葉の付け根が折れやすく強度の関係から実用上の使用は無理だと感じました。

また葉の表面には段差が発生していいます。裏面にはサポート材の取付け部分の凹凸があります。これらは削るか、溶剤で表面処理して滑らかに出来ます。現状はそのままにしてあります。
プラットホームに乗っている出力モデル              作成されたモデルのサポート材を横から見る
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