3Dデータを作るには

3Dプリンタで出力するには？

3Dプリンタで物を作ると聞くと、「機械にデータを入れれば、勝手に形ができあがる」というイメージを持たれる方も多いかもしれません。

しかし、そこで最初に必要になるのが「3Dデータ」です。
この3Dデータを作る作業と聞くと、少し難しく感じる方もいらっしゃると思います。

私自身も、最初は「立体のデータを作る」と言われても、どこから手を付ければいいのか分かりにくい印象がありました。
平面の図面とは違い、画面上で奥行きや厚みを考えながら形を作っていくため、慣れるまでは少し戸惑う部分もあります。

では、そもそも3Dデータとは何なのでしょうか。

3Dデータとは

簡単に言うと、3Dデータとは、3Dプリンタに読み込ませるための「立体の図面」のようなものです。

一般的な図面では、正面・側面・上面などから見た寸法や形状を表します。
一方、3Dデータでは、最初から立体物として形を作ります。

そのため、丸みのある形、穴の位置、厚み、段差、くぼみ、装飾などを、画面上で立体的に確認しながら作成することができます。

3Dプリンタは、この3Dデータをもとに、材料を積み重ねたり、固めたりしながら実物を作っていきます。
つまり、3Dデータは「作りたい物の設計図」であり、3Dプリントの出発点になるものです。

では、この3Dデータはどのように作るのでしょうか。

3Dデータの作り方 

代表的な方法として、3Dデータを作成できるソフトを使用します。
よく名前が挙がるものとしては、3D-CADソフトのAutodesk Fusion、3D-CGソフトのBlender、プリンタ純正ソフトなどがあります。

ただし、それぞれ得意な分野が異なります。
「3Dデータを作れるソフト」と一言でいっても、工業製品の設計に向いているもの、デザインや装飾に向いているもの、作業の効率化に向いているものなど、用途によって使い分けが必要になります。

ソフト表

3D-CADソフトのAutodesk Fusionは、工業製品や部品の設計に向いたソフトです。
寸法を指定して形を作ることができるため、穴の大きさ、板厚、角度、曲げのような形状を正確に作りやすいのが特徴です。

金属3Dプリンタで、部品、治具、構造物のようなものを作る場合には、かなり相性の良いソフトだと思います。
一方で、最初は操作や考え方に慣れが必要で、図面や寸法を意識しながら作る必要があります。

3D-CGソフトのBlenderは、キャラクターや装飾、曲面の多い形状など、自由な造形に向いたソフトです。
細かな模様や有機的な形、デザイン性の高い見た目を作る場合には強みがあります。無料で使える点も魅力です。

ただし、工業部品のように「この穴は直径何mm」「この厚みは何mm」といった寸法精度を重視する設計では、FusionのようなCADソフトに比べて扱いに工夫が必要になります。

プリンタ純正ソフトは、プリンタに最適化されているために、システムやUIが特徴的となることが多いです。
プリンタ性能を最大限に活かすように作られているため、データを「作ってそのまま出力する」ということに関してはシームレスに行えます。
しかしながら、メーカーが承認したシステム使用が優先されるためユーザーアクセシビリティや拡張性に乏しくなりがちです。
さらには、問題や課題が発生した際に、同様のソフトウェアでないと再現性が無いため、Q&Aの量が少ない(メーカーＱ＆Ａのみ)になる傾向にあります。

正確な造形データを一から作る目的では、FusionやBlenderの方が使いやすい場合が多いと考えられます。

どんなデータが作れるか

金属3Dプリンタでは、通常の板金加工やプレス加工では作りにくい形状にも対応できる可能性があります。

例えば、折り曲げでは難しい複雑な立体形状、内部に空間を持たせた構造、軽量化のためのメッシュ形状、細かな装飾を入れた金属部品などです。
3Dプリンタでは、3Dデータをもとに立体物を作るため、複雑な形状を一体物として造形でき、選択肢が広がります。

※注意点

もちろん、全てを作れるわけではなく、「形を作ること」だけ意識してはいけません。

例えば、作りたい物の厚みが薄すぎると、造形中や後処理で変形してしまう場合があります。
逆に、厚みを持たせすぎると、重量やコストが上がってしまいます。

穴や溝、細かな装飾も、画面上では作れていても、実際に金属3Dプリンタで造形できるかどうかは別の問題になります。

また、3Dプリンタでは造形時にサポート材が必要になる場合があります。
サポート材とは、造形中に形を支えるための補助部分です。

完成後には除去する必要があるため、サポートが多すぎる形状では、後処理に時間がかかったり、仕上げが難しくなったりすることがあります。

つまり、3Dデータを作るときには、「画面上で形ができているか」だけでなく、「実際に造形できるか」「仕上げ作業ができるか」「強度やコストに無理がないか」まで考える必要があります。

3Dデータができると…

今まで「加工が難しい」「金型を作るほど数量がない」「デザインはあるけれど形にできない」と感じることが、製造や創作の大きなハードルとなり、モノづくりの大きな壁となっていました。

3Dデータをうまく作ることができれば、実際の金属製品として形にできる可能性があります。
それは表現の自由度を高め、思い描いた創作物やデザインを実物として作り出すことができる、第一歩となりうるのです。

まとめ

とはいえ、3Dプリンタのものづくりは、データや機械だけで完結するものではありません。
どのようなデータを作るか、どのような形にするか、どのように造形に適切な形にするかが、とても重要になります。

「こんな形は作れるのか」
「図面はないけれどイメージだけはある」
「既存の加工では難しい形を試してみたい」

そのような場合でも、3Dデータの作成から検討することで、形にできる可能性があります。

金属3Dプリンタに興味がある方は、まずは作りたい物のイメージからでもご相談ください！

記事作成者

営業ST
2021年入社

3Dプリンタ歴　半年
3D-CAD歴　半年
3D-CG歴　半年

もっと多くの人に「金属の3Dプリンタなんてあるの！？」と知っていただきたい。
趣味はサバイバルゲームを少しだけ。
今後とも、よろしくお願いします。