3Dプリンターの使い方 初心者のためのステップバイステップ

Roy Hill 01-06-2023
Roy Hill

3Dプリンターの使い方を学ぶのは最初は難しいですが、アドバイスやヒント、練習をすれば、かなり早くコツをつかむことができます。 3Dプリントにもっと慣れてもらうために、フィラメントプリンターの使い方のステップバイステップガイドをまとめました。

この記事では、3Dプリンターを上手に使う方法を、写真やディテールをふんだんに使ってステップバイステップで紹介するので、その仕組みがよくわかると思います。

    フィラメントプリンター(FDM)の使い方 Step by Step?

    1. 3Dプリンターを選ぶ
    2. 3Dプリンターを組み立てる
    3. 目的のフィラメントをスプールホルダーにセットする
    4. 3Dプリントするモデルをダウンロードする
    5. スライサーに3Dプリンターを追加する
    6. スライサーにモデルをインポートする
    7. お使いの機種に合わせた入力設定
    8. モデルをスライスする
    9. USBやメモリーカードにファイルを保存する
    10. プリントベッドを水平にする
    11. 3Dモデルをプリントする

    1.3Dプリンターを選ぶ

    まずは、自分に合った3Dプリンターを選ぶことが大切です。

    初心者が3Dモデルを簡単かつ効率的にプリントするのに役立つ、必要な機能をすべて備えている必要があります。

    初心者に最適なFDM方式の3Dプリンター」「初心者に最適な3Dプリンター」などで検索してみるとよいでしょう。 などのビッグネームが出てくるかもしれませんね:

    • クリエイティヴ・エンダー3 V2
    • オリジナルプルーサ・ミニプラス
    • フラッシュフォージアドベンチャラー3

    いくつかのベストなリストを手に入れたら、今度はそれぞれの特徴や特性を検索して、さまざまな選択肢と比較してみましょう。

    希望する機能をすべて備え、かつ予算内で収まるものを選びましょう。

    初心者に優しい3Dプリンターを選ぶポイントとして、以下のようなものがあります:

    • 組み立て済み
    • 異なるソフトウェア/スライサーとの互換性
    • 簡単なナビゲーション - タッチスクリーン
    • オートフィーチャリング
    • ユーザーフレンドリーなインターフェース
    • ビルドボリューム
    • レイヤー解像度

    2.3Dプリンターを組み立てる

    3Dプリンターの箱を開けてみて、組み立て済みであれば、あとは延長線といくつかの機器を接続するだけで、物事を始めることができます。

    しかし、あまり組み立て済みでない場合は、将来的に問題が発生する可能性があるため、大きなミスをしないように、じっくりと組み立てを行うようにしましょう。

    取扱説明書を見て、まず必要な機器や部品、道具が揃っているかどうかを確認します。

    ほとんどの3Dプリンター会社の品質管理はかなり良いことで知られていますが、もし何か足りないものを見つけた場合は、販売元と連絡を取り、関連する部品を送ってもらうと良いでしょう。

    1. 取扱説明書を見て、そこに書いてある通りに一歩一歩進めてください。
    2. 3Dプリンターの電圧は115V~230Vの間で、お住まいの地域に合わせて設定してください。
    3. すべての機器を組み立てたら、もう一度すべてのボルトを確認し、完璧に締まっているかどうか確認してください。
    4. 主電圧線は電源に、その他の延長線は約24Vの変圧電流を伝えるので3Dプリンター本体に差し込みます。

    下の動画のように、実際の組み立て工程がよくわかるように、YouTubeで信頼できるビデオチュートリアルを参考にすることを強くお勧めします。

    3.ご希望のフィラメントをスプールホルダーにセットします。

    フィラメントとは、実際にモデルを1層ずつ積み上げて、完全な3Dプリントにするための材料です。

    3Dプリンターによっては、製品に50g程度のテスタースプールを同梱しているものもありますが、ない場合は印刷用にフィラメントを別途購入する必要があります(1KGで20ドル程度)。

    AmazonのTECBEARS PLA 3Dプリンター用フィラメントは、0.02mmの公差があり、とても良いフィラメントです。 たくさんのポジティブなレビューがあり、スムーズで安定した3Dプリント体験を提供するはずです。

    ほとんどの3Dプリンターでは、コントローラーメニューにフィラメントのロードとアンロードのオプションがあり、プリンターのディスプレイスクリーンで調整することができます。

    1. 注意点としては、ほぼすべてのブランドが3Dプリンターを工場でチェックしており、エクストルーダーの中にフィラメントが詰まっている可能性はゼロではありません。
    2. 可能性は極めて低いですが、プラスチックを取り外してください。 スプリングアームを絞って取り出すだけで簡単にできます。
    3. 多くの3Dプリンターには、ユーザーが直接フィラメントを装填できるフィラメント装填オプションがあります。 つまり、フィラメントをエクストルーダーに挿入して、3Dプリンターのエクストルーダーがフィラメントを移動させるか、手動で押し通すだけでよいのです。
    4. エクストルーダーの近くにあるスプリングアームを押し、手を使ってフィラメントを穴に差し込むだけです。
    5. チューブの内側からノズルに向かって抵抗を感じるまで、フィラメントを挿入し続けます。
    6. ノズルからフィラメントが流れているのを確認したら、次のステップに進む準備完了です。

    4.3Dプリントするモデルをダウンロードする

    2Dプリンターで印刷するために文字や画像を用意するのと同じように、3Dプリントするためにはモデルのファイルが必要なのです。

    3DプリンターにはUSBメモリが付属しているはずなので、まずはそれを使ってテストモデルを作成し、その後、どこからモデルをダウンロードするか、また、自分で作成する方法を学びましょう。

    初心者の方は、以下のような様々なウェブサイトや3Dモデルアーカイブからモデルをダウンロードするのが最適な選択肢となります:

    • Thingiverse
    • マイミニファクトリー
    • ターボスクィッド
    • グラブCAD
    • カルトスリーディー

    これらのファイルは通常STLファイルと呼ばれるタイプで提供されますが、一般的ではありませんが、OBJや3MFファイルタイプを利用することもできます。 .jpgや.pngファイルタイプをCuraにインポートして、リソファンのモデルを作成することも可能です。

    自分でモデルを作りたい場合は、初心者に優しいTinkerCADというソフトウェアから始めて、十分な知識とスキルを身につけたら、Fusion 360やBlenderなどの高度なプラットフォームに移行することができます。

    5.スライサーに3Dプリンターを追加する

    そのダウンロードしたSTLファイルを3Dプリンターが理解できるファイルに変換するために、スライサーと呼ばれる3Dプリンターで使われる主な加工ソフトがある。

    基本的にはモデルをコマンドに分解して、3Dプリンターを動かしたり、ノズルやベッドを温めたり、ファンを回したり、速度を調節したりすることができるのです。

    このファイルはGコードファイルと呼ばれ、3Dプリンターがプリントヘッドを造形面の特定の場所に移動させ、材料を押し出すために使用されます。

    使えるスライサーはたくさんありますが、多くの人はCuraというものにこだわっていますね。

    などの選択肢もあります:

    • スライク3r
    • プルサスライサー
    • Simplify3D(有料)

    どれもそれぞれの分野で優れていますが、Curaはかなり多くのフィラメント3Dプリンターに対応しているため、初心者に最も効率的で最適なスライサーと考えられています。

    Cura 3Dスライサーをダウンロードして開いたら、ベッドの寸法とモデルがプリントされる場所を知ることができるように、お持ちの3Dプリンターを選択したいと思います。

    関連項目: エニキュービックエコレジンのレビュー - 購入する価値があるのかないのか(設定ガイド)

    Curaに3Dプリンターを追加する方法は2つあります。 1つ目は一番簡単で、3Dプリンターを選択した状態でドロップダウンメニューから「プリンターを追加」を選択するか、「設定> プリンター> プリンターを追加」を選択するだけです...

    プリンタの追加」をクリックすると、ネットワークに接続されたプリンタか、ネットワークに接続されていないプリンタを追加するか選択することができます。

    ネットワーク接続されていないプリンターの下には、いくつかのブランドとタイプの3Dプリンターがあり、自分のマシンを見つけるまでスクロールすることができます。

    関連項目: Z バンディング/リブを修正する5つの方法 - エンダー3 & More

    万が一、自分のマシンが見つからない場合は、カスタムマシンを追加して寸法を入力するか、自分の3Dプリンターと同じ寸法の他の3Dプリンターを探すか、いずれかの方法があります。

    プロからのアドバイス Creality Ender 3をお使いの場合、幅(X)、奥行き(Y)は、3Dプリンターでスケールで測ると実測値なので、220mmから235mmに変更することができます。

    6.モデルをSlicerにインポートする

    スライサーにモデルをインポートするのは、MS Wordやその他のプラットフォームで画像をインポートするのと同じように簡単です。

    1. スライサーのウィンドウの左上にある「開く」またはフォルダーアイコンをクリックするだけです。
    2. ドライブまたはPCから3Dプリントファイルを選択します。
    3. 選択」をクリックすると、スライサーのプリントベッドエリアにファイルが直接インポートされます。

    また、パソコンでファイルを探してCuraを開き、ファイルエクスプローラーからCuraに直接ファイルをドラッグすることもできます。 ファイルが画面に表示されたら、オブジェクトモデルをクリックすると、画面左側にツールバーが表示されます。

    このツールバーでは、プリントベッド上のオブジェクトを移動、回転、拡大縮小することができます。 その他、ミラーリング、モデルごとの設定、サポートブロッカー、カスタムサポート(マーケットプレイスのプラグインで有効)、タブアンチワープ(プラグイン)などのオプションがあります。

    7.お使いの機種に合わせた入力設定

    3Dプリンターの設定を調整せずに、ただ3Dモデルをプリントしても、ベストな結果は得られないかもしれません。

    Curaの画面右上にあるオプションをクリックすることで、さまざまな設定を入力する必要があります。

    機種に合わせた設定を入力するための選択肢は大きく分けて2つあります。 簡易推奨設定を使って、基本的な設定を入れてスタートすることができます。

    あるいは、Curaの設定のより高度でカスタマイズ可能な部分に入り、特別な実験的設定などとともに、いくつかのタイプの設定を変更することもできます。

    右下の「カスタム」「推奨」のボックスを押すことで、両者を行き来することができますが、多くの人はよりカスタマイズしやすい画面を使うことが多いですね。

    3Dモデルに応じてキャリブレーションするための著名な設定には、以下のようなものがあります:

    • レイヤーの高さ
    • 印刷温度
    • ベッド温度
    • サポート
    • リトラクト設定
    • 印刷速度

    レイヤーの高さ

    レイヤーハイトとは、3Dモデルの各レイヤーの厚みのことで、写真や動画のピクセルと同じように、レイヤーハイトが3Dモデルの解像度にあたるといえるでしょう。

    レイヤーの高さを厚くすると、3Dモデルの滑らかさは失われますが、印刷速度は向上します。 一方、レイヤーを薄くすると、モデルの滑らかさや細部の表現が向上しますが、印刷時間が長くなります。

    • 平均的な3Dプリントに最適なレイヤー高さ(Ender 3):0.12mm~0.28mm

    印刷温度

    プリント温度とは、ノズルから入ってくるフィラメントを柔らかくするために必要な熱量のことです。

    フィラメントの種類によって、極端な熱を必要とするものもあれば、軽い温度で溶けるものもあり、少し異なります。

    • PLA用ベストプリント温度:190℃~220
    • ABSの最適印刷温度:210℃~250
    • PETGのベストプリント温度:220℃~245℃。
    • TPUの最適印刷温度:210℃~230℃。

    ベッド温度

    ビルドプレート温度とは、モデルを形成するベッドの温度のことで、フィラメントを受ける小さな板状のプラットフォームで、層が形成され完全な3Dモデルになることを可能にします。

    この温度もフィラメントの違いによって異なります:

    • PLAに最適なベッド温度:30℃~60
    • ABSの最適ベッド温度:90℃~110
    • TPUの最適なベッド温度:30℃~60℃。
    • PETGのベストベッド温度:70℃~80

    サポーターを作るか作らないか

    サポートは、はみ出したり、接地していないパーツをプリントする際に役立つ柱です。 Curaの「サポートを生成する」ボックスをチェックするだけで、サポートを追加できます。

    以下は、CuraでCustom Supportsを使用してモデルを支える例です。

    以下のビデオでは、Custom Supportsの作成方法を紹介しています。Custom Supportsは、通常のサポートよりも作成量が少なく、取り外しも簡単なので、私は気に入っています。

    リトラクト設定

    印刷時の糸引きを軽減するために、ノズルから出たフィラメントをいつ、どこで引き戻すかを設定するもので、引き戻し速度や引き戻し距離など、さまざまな設定の組み合わせがあります。

    印刷速度

    プリントスピードは、エクストルーダーのモーターがX軸とY軸の間を動く速さを指示する設定です。 プリントスピードは、フィラメントの種類や3Dモデルによって異なります。

    • PLA用ベストプリント速度:30〜70mm/s
    • ABS用ベストプリント速度:30~60mm/s
    • TPU用ベストプリント速度:20~50mm/s
    • PETG用ベストプリント速度:30~60mm/sec

    8.モデルをスライスする

    すべての設定とデザインをキャリブレーションしたら、今度は3Dモデルファイルを3Dプリンターが理解できるモノに変換する必要があります。

    あとは「スライス」ボタンをクリックし、「ディスクに保存」、SDカードが差し込まれている場合は「リムーバブルディスクに保存」を押せばOKです。

    モデルの「プレビュー」で、各レイヤーがどのように見えるか、すべてがうまく見えるかどうかを確認することもできます。 モデルにかかる時間や、フィラメントの使用量も確認できます。

    9.USBやメモリーカードにファイルを保存する

    3Dプリントのスライスが終わったら、右下の青色で表示されている「ファイルを保存」ボタンをクリックします。 外部記憶装置に直接保存することもできますし、逆にPCに保存することもできます。

    あとは、そのファイルを3Dプリンターのポートに挿入できるUSBドライブやマイクロSDカードにコピーします。

    10.プリントベッドを水平にする

    ベッドレベリングは、3Dプリントのプロセスにおいて最も重要で重要な要素の1つです。 わずかな違いでも問題を引き起こし、時には3Dプリントモデル全体を台無しにすることもあります。

    手動でベッドを水平にすることもできますし、オートベッドレベリング機能があれば、それを利用することもできます。

    手動でベッドを水平にする方法として、ペーパーレベリングプロセスがあります。これは、ベッドを40℃などの温度に加熱してオートホームし、ステッパーを無効にしてプリントヘッドを動かせるようにし、ペーパーを載せた造形面を持ち上げたり下げたりしてノズルが押し出すのに十分なスペースを確保するものです。

    ノズルは紙に押し付けるようにしたいが、プリントベッドの四隅と真ん中はきつすぎず緩すぎず。 ベッドは熱で反ることがあるので、冷めているときにやると、実際に使うときに水平が狂ってしまうことがあるので、加熱したほうがよい。

    このプロセスを簡単なビジュアルで確認できるのが、以下の動画です。

    何度かやっているうちに、簡単にできるようになりますよ。

    11.3Dモデルをプリントする

    設定や3Dモデルによっては、数分から数時間かかることもあります。

    Roy Hill

    Roy Hill は、3D プリンティングの情熱的な愛好家であり、3D プリンティングに関連するあらゆる事柄について豊富な知識を持つ技術の第一人者です。この分野で 10 年以上の経験を持つロイは、3D デザインとプリンティングの技術を習得し、最新の 3D プリンティングのトレンドとテクノロジーの専門家になりました。ロイは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) で機械工学の学位を取得しており、MakerBot や Formlabs など、3D プリンティングの分野で評判の高い企業数社で働いてきました。また、さまざまな企業や個人と協力して、業界に革命をもたらしたカスタム 3D プリント製品を作成してきました。ロイは、3D プリントへの情熱のほかに、熱心な旅行者であり、アウトドア愛好家でもあります。彼は家族と一緒に自然の中で過ごすこと、ハイキング、キャンプを楽しんでいます。余暇には、若いエンジニアを指導し、人気ブログ「3D Printerly 3D Printing」を含むさまざまなプラットフォームを通じて 3D プリンティングに関する豊富な知識を共有しています。