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こうすればもっと安く!3Dプリント代の賢い節約法とは?!

      2015/10/28

3Dプリントサービスを利用したことのある方であれば、出来上がった3Dデータの見積もりをとった際、予想以上のお値段に少し驚いたことがあるかもしれません。でもせっかく作ったデータの3Dプリント、お値段を理由に諦めるのはもったいないですよね。ということで今回は、見た目は変えずに3Dプリント代だけ節約する方法をご紹介。キーワードは「中空化」です!

まずは素材ごとの造形代計算方法を知る

一口に3Dプリント代と言っても、実は様々な要素を加味して計算されています。出力用の素材によってその計算方法が異なることもしばしば。例えばポリアミドのように3Dモデルの境界ボックス(オブジェクトの周りをぴったりと囲む四角形)をもとに計算する素材では、境界ボックスの寸法が同じなら、内部のモデルの体積がどれだけ大きくなってもお値段は同じ。

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黄色い線がこのモデルの「境界ボックス」。

またセラミックのように表面積がお値段に強く影響するものもあります。更にはスチールのように少し複雑な計算式があるものも。まずは各素材ページの「お値段設定」の項目から、ご希望の素材の3Dプリント代金がどのように計算されているか確認してみましょう。

「中空化」何故した方がいいの?

上記のような例外を除けば、3Dプリント代は造形に使う素材の量と比例していることがほとんど。つまりモデル体積が減ればそれだけお値段もお安くなるということです。でも寸法を縮めたりデザインの見た目を変えたくない場合、どうやって体積を減らすのでしょうか?そこで役に立つのが「中空化(肉抜き)」です。

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中空化とは3Dデータの内部のみを繰り抜き、デザインの見た目は変えずに内部だけ空洞にする作業を指します。見えない内部を空洞にしてしまうことで体積(つまり造形に使う素材の量)が減らせ、結果として造形のお値段も安くなるという訳。さらに素材によってはモデル内部を空洞にしておくと変形やヒビ割れのリスクが減らせ、結果として造形の質が向上するので一石二鳥!

それでは3Dモデリングソフト上での中空化のやり方、そして3Dモデルを中空化する際の注意事項など、更に詳しく見ていきましょう。

 

実際にモデリングソフトで中空化をしてみよう

3Dモデルを中空化したい場合、お使いの3Dモデリングソフトによってほぼ自動でできたり少し作業が複雑になったりと様々です。ここではいくつかのソフトの例をあげてみました。

まず初心者の方におすすめなのはオートデスク社のMeshmixer。一番簡単に中空化ができる無料ソフトと言ってもいいでしょう。モデルを読み込んだら、左側メニューからEditを選び、Hollowをクリックするだけ。中空化も含めたMeshmixerの操作に関して詳しくは、こちらのチュートリアルでも紹介しています。

無料ソフトMeshmixerなら中空化(肉抜き)も簡単。

無料ソフトMeshmixerなら中空化(肉抜き)も簡単。

123D Designも同じく使いやすいのでおすすめ。中空化するモデルを選択してメニュー上部Modifyメニューの中からShellを選びます(またはJキーを押すだけでもOK)。矢印を外に引っ張ることで内部の壁の厚みが変わります。正確な厚みが必要な場合は「Thickness Inside」の数値を入力して調節することも。

Jキーを使って球体内部を空洞に。

Jキーを使って球体内部を空洞に。厚みも調節可能です。

 

Sketch Upなどその他のソフトでは、もう少し複雑な操作が必要になることがあります。内部だけくり抜くのが難しければ、平面から始めるのも手。好きな形を描いたら「オフセットツール」で内部に一回り小さい形状を描き、中心部を削除。残った部分を「プッシュ/プル」機能で垂直方向に持ち上げれば、内部が空洞の立体が出来上がります。この一連の操作について詳しくはチュートリアル「SketchUp基本の操作法をマスター」をお読みください。

Sketch Upの場合は、壁を平面で作ってから押し出す方法も検討してみましょう。

Sketch Upの場合は、壁を平面で作ってから押し出す方法も検討してみましょう。

では実際の作業の流れがつかめたところで、モデル内部をうまく空洞化しつつ3Dプリントの要件も満たすコツをご紹介します。

 

中空化のコツ1:内部に残す肉厚は素材に合ったものにする

立体の内部を繰り抜いて空洞にした際、壁として残る部分は3Dプリント時の肉厚として認識されます。ここにどれだけの厚さが必要かは、出力用の素材によって様々。「3Dプリントに最適な肉厚を知るための7つのポイント」でも紹介したように、0.3mmから0.4mmの肉厚でも造形できる高精細ステンレスのような素材もあれば、セラミックのように4から6mmの厚い肉厚が必要な場合もあります。

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各素材の最小肉厚はこちらでチェック

平均としては1から3mm程度の肉厚が必要なことが多いですが、まずはモデルを出力したいと考えている素材のデザインガイドに記載されている肉厚を確認し、中空化する際は必ず最小肉厚以上の厚みのある壁を残すようにしましょう。ギリギリまで肉厚を薄くしてその分造形代を節約したいという方もいますが、薄すぎる肉厚は破損のもと。造形中や輸送中も壊れない強いモデルを3Dプリントするために、各素材の最小肉厚の値は守りましょう。

中空化のコツ2:中空化のあとは、余分な素材を外へ出す「逃がし穴」を空ける

実はモデルを中空化しただけだと、造形に使用しなかった余分な素材はモデル内部に閉じ込められることになります。モデル外側だけが固まって内部にさらさらの粉や液体樹脂が溜まったままの状態になってしまうと、変形の原因になることも。そのため中空化を行った際には必ず「逃し穴」を空ける必要があります。この穴をモデル底部の目立たない場所に空けておけば、余分な素材が逃げて行き、内部は完全に空洞になります。

セラミック3Dプリントの場合は大きめの逃し穴が必要なので注意!

セラミック3Dプリントの場合は大きめの逃し穴が必要なので注意!

逃がし穴に必要な寸法や穴の数も素材によって異なります。例えばマルチカラーなら直径少なくとも5mmの穴が2つ、真鍮ブロンズシルバーゴールドなどの金属素材なら直径1.5mmの穴が2つ以上(多ければ多いほど良い)必要です。一方セラミックで3Dプリントしたモデル内部の余分な素材を逃がすには、10mmほどの大きな穴が必要になります。

中空化のコツ3:逃がし穴はブーリアンで空ける

逃がし穴の作り方も、お使いのソフトによって様々。ただし一般的なのは小さな円柱をモデルの底部に合体させ、ブーリアン機能の「減算(または差分)」の処理を行うこと。円柱とモデルが重なった部分が繰り抜かれて「逃がし穴」として機能する穴が出来上がります。

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ブーリアンの減算の作業について詳しくは、Blenderの場合「Blender 基本操作だけでチェスの駒を作ってみた」、Meshmixerの場合「超初心者でもできました!Meshmixerで作る合体モンスター」で紹介しています。

円柱とパンダを組み合わせて

Meshmixerで逃がし穴を空けている様子

中空化をして逃がし穴も作ったら、あとは3Dデータをアップロードして18種類の素材の中から好きなものを選ぶだけ。その前に3Dプリント技術についてもっと知りたいという方には「今さら聞けない?知っておくべき基本の3Dプリント技術6つ」をどうぞ。3Dプリントの前のデータ最終チェック時には「知っておいて損はない!3Dプリント用データ作成時に防ぎたい5つのミス」もおすすめです。

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