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造形品質テスト

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 知人の依頼により、二色の島原城をプリントしました。フィラメント(シルクゴールド)が残り少なくなっていたので、サイズをひとまわり小さくして、高さ10センチ、積層0.12mmのプレミア品質で造形してみました。

 結果、確かに緻密になった感じはしますが、層が薄すぎるためか隙間が出ているようです。

 高さ10センチ、二色印刷。プレミア品質で所要時間が約11時間でした。
 このサイズにしては比較的細部が表現されている部分もあるので、良いと思いますが、時間がかかりすぎますね。現在0.4mm径の標準ノズルで出力していますが、0.2mm径だと仕上がりは良くなっても時間がどれほどかかってしまうのか・・・使うにしても小さなサイズ限定になると思われます。

 今回出力したものは知人からの依頼であり、そのまま提供することになります。
 

二色プリント試験

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 積層型3Dプリンターの弱点として、多色印刷が難しいことがありました。一個のノズルから溶かしたフィラメントを押し出して積み重ねていく仕組みなので、複数の色を使いたければ同数のノズルを用意しなければなりません。その各々のノズルを使用時に安定的に加熱・冷却する温度管理が必要です。
 複数ノズルの方式は当初からありましたが、今回は一個のノズルのみ使用し、フィラメントを入れ替える方式の3Dプリンターで多色プリントを実験してみました。フィラメントの入れ替えを各層ごと(0.16mm)に行うので時間はかかり、素材の無駄が多く出るのですが、限定的な使用であれば活用できると思われます。

1.島原城(高さ:12センチ)の台座を黒にしてみました。
・単色の場合は造形時間は8時間。この設定での2色の場合で10時間でした。
・色変え用のタワーが別に形成され、ノズル内フィラメントの変換のためにクズが発生します。

2.島原城(高さ:14センチ)を2色で出力してみました。
・これには13時間を要しました。
・不思議なことに、12センチの時より14センチの方が無駄が少なくなっているようです。

※画像は12センチと14センチの比較、12センチの単色模型との比較です。

3.鯱鉾(高さ:12センチ)を2色で印刷してみました。造形時間:約8時間
・今回はサポート材を適用してみました。


下の画像は島原城二色プリントの色変えの際に発生したクズです。右側が12センチのものになり、なぜかサイズが大きくなると減量している感じですね。設定の違いかも知れませんが、現時点で理由は不明です。



同時に形成されるタワー(プライムタワー)も14センチの方が小さくなっています。

各サイズを比較するとこんな感じになります


7.5センチ(3時間)・9センチ(4時間)・12センチ(1色:8時間/2色:10時間)・14センチ(2色:13時間)

参考までに、ペーパークラフトとの比較です。いずれも高さ12センチになります。



※ 現在、部品分けをせずにダイレクトな一体形成でどこまでリアルな3D島原城を作れるのかを試しています。

ケース入り島原城

 市販のケースに入るサイズで出力してみました。
 ケースに合わせて、高さはそれぞれ A : 9センチ、B : 7.5センチです。

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島原城 ケース入り

 前回のPLA Goldフィラメントがなくなったので、別のメーカーのものを試してみました。前回のものより やや明るい感じの金色になっています。

黄金の島原城模型

 色合いは好み次第になるでしょうが、私は前回のメーカーのものがより黄金に近いと感じました。しかし展示する、飾るという場合はこちらの方が見栄えがするかも知れません。
 感覚的なものですが、今回のフィラメントの方が造形の品質は良いようです。

 前回の出力結果に応じてデータを微調整・修正してあります。また内部は空洞にしてあり、材料消費と出力時間の節約をはかっています。造形に費やした時間は、Aが4.5時間、Bが3.5時間でした。

金の鯱鉾 

 3Dスキャンした実物の鯱鉾(シャチホコ)を、3Dプリンターで出力してみました。

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金のシャチホコ 3Dプリンター出力

 やはり簡易的なスマホのアプリでは精度が出ません。業務用であれば精細な形状が取得可能なのかも知れませんが、そうなるとデータ量が莫大なことになりそうですね。

 それでもなんとなく形が出ていますので、遠目に飾っておくにはいいのではないかと思います。これに彩色できればリアルな感じに仕上がるのでしょうが、現時点で3Dプリンター出力したものに立体的に画像をプリントする技術はありません(聞いたことない)。そのうちできるかも知れませんけどね。

■PLA Silk Gold
サイズ : 高さ約 11cm
印刷速度 : 標準

※ 案内板によれば、最近まで天守を飾っていたものらしいです。

夜光島原城

 「蓄光(夜光)フィラメント」というPLA素材がありましたので、試験的に3Dプリンターで出力してみました。

発光する島原城 3Dプリンター 蓄光PLA

 室内光で照らしておくと、暗闇でぼんやり光ります。素材そのものに光を蓄える成分が練り込まれているものと思われますが、そのためか発光はさほど強くない印象です。画像の写真では色の違いもはっきり分かりますが、肉眼ではぼんやりという感じ。以前蓄光スプレーで塗装したものを作りましたが、こちらの方が光り方は強いですね。

島原城 模型 発光

 使用したのはフィラメント自体に段階的なグラデーションを施してある製品でしたので、色を特定することはできませんでした。LEDなどの強い光では、よりはっきりと発光するようです。ちょっとしたポイントアイテムにはなりそうですが、この効果が発揮されるには、出力される形状次第だという感じです。つまり何かぼんやり光ることで意味がでる形状・モデル・・・たとえばハロウィンの幽霊みたいな置物などであれば使えるのではないでしょうか。

 またこの蓄光フィラメントは材料自体に異物が含まれているためか、3Dプリンターのノズルを削ることがあるようです。専用の「硬いノズル」を使用することが推奨されています。
 また、通常の明るい環境では素材自体は白一色になり、あまり目立ちません。これも使い方次第の素材だと言えるでしょう。

島原城 蓄光素材模型

 素材内部の光を放出させるためなのか、透明感のある材料を用いているようで、積層のブロックが透けて見えているのも弱点ですね。

 またこれも特殊な材質のせいか、糸を引いたり「たれ」の様子も少し違う感じです。PLAフィラメントとしてはちょっと「硬め」の感じです。伸びがない、というか・・・少し違いますね。

 このように材料によっていろいろ特性があるようですから、こういうことは試してみるしかないのですね。その上でどう利用するかを考えなければなりません。

■PLA蓄光フィラメント(グラデーション)
サイズ : 高さ 12cm , 6cm , 6cm

■夜光・蓄光フィラメントには発光のための粒子が混入されているので、ノズルが摩耗しやすく、造形の際には硬化ノズルの使用が推奨されているようです。