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チタンを使った3Dプリント!!最高の仕上がりを実現するコツとは?!

      2015/12/04

i.materialiseがチタンの3Dプリントを開始したのは2011年。現在提供中の19種類の素材のうち強度が最も高いチタンは、金属の粉を直接レーザー粉末焼結技術で溶かし固めながら造形していく素材です。i.materialiseが提供する3Dプリント用素材の中で一番強度が高いチタンは、アクセサリーや工業用パーツなどの立体出力にぴったり。今回はチタンを使って3Dプリントする際に知っておきたいポイントをご紹介します。

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

3Dプリント用チタンの特徴

チタンの特徴は、高い強度と造形の精度。3Dデータと造形物の寸法の誤差も少ないため、機能性のあるモデルの造形も可能です。その他の特徴をまとめるとこんな感じ。

  • チタンはアレルギーの起きにくい素材なので、肌に触れるアクセサリーの3DプリントもOK。
  • チタンは現在、i.materialiseの提供する金属素材の中で一番強度の高い3Dプリント用素材。
  • チタンの最大造形サイズは250 x 250 x 400 mm。大きめのものも3Dプリントできます。

 

3Dプリント後のチタン、磨く?磨かない?

チタンの3Dプリントには研磨ありとなしの2種類の仕上げが選べます。下の写真で紹介しているデザインは、どちらも磨きなしのもの。切削加工されたチタンと比べるとマットな仕上がりなのがお分かりいただけるかと思います。グレーっぽさが強く、表面は少しざらざらした表面なのが特徴です。

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

一方磨きをかけたチタンはこちら。表面には艶と光沢があり、くぼんだ黒っぽい箇所とのコントラストが生まれます。下の例は3Dプリンタで制作した、世界に一つのの結婚指輪と婚約指輪。

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

チタンの3Dプリントに使われる、直接金属レーザー粉末焼結とは?

チタンの3Dプリントには、ポリアミドなどと同じレーザー粉末焼結技術が使われます。そのため切削などの加工法とは違い、曲線を多く取り入れた有機的なデザインも造形できるのが最大の特徴。

レーザ粉末焼結3Dプリント法の原理

レーザ粉末焼結3Dプリント法の原理

非常に細かなチタン粉末の薄い層が3Dプリンタ内に敷かれると造形がスタート。レーザーで金属粉を溶かして固め、その上にまた薄いチタン粉末の層を敷いて立体物を出力していきます。造形が完了したら、造形物をチタン粉末のブロックの中から取り出します。デザインによってはサポートが取り付けられるため、これを手で取り外したら造形が完了。

チタンで3Dプリントするならチェック!デザインのコツ

肉厚:強度の高いチタンの最小肉厚は0.4mm。その他の素材の平均的な最小肉厚は1から3mmなので、それと比べるとかなり薄いのがお分かりいただけるかと思います。ただし、指輪など身に付けるものは通常よりも耐久性が必要になってくるので、1mm程度の肉厚を持たせておくと安心です。小さい寸法のものを3Dプリントする際も、肉厚は1mm程度にしておくといいでしょう。

精度:金属を使って3Dプリントする場合、素材を熱してからもう一度冷ますため、造形物が多少縮んだり膨張したりすることがあります。つまり元の3Dモデルと出来上がり品では少しだけ寸法が変わってしまうことがあるのですが、チタンにおいてはその誤差が小さいのがメリット。

形状:チタンを使った出力に向いているのは、直線を多用した角の多いデザインよりも有機的な形状。その中でも3Dプリント以外の方法で製造しにくい下記の指輪「Aurora Minos」のようなメッシュ構造は、チタン3Dプリントの魅力を最も活かせるデザインといえます。

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

チタン3Dプリント 直接金属粉末造形

チタンで3Dプリントしたいアイデア、湧いてきましたか?これからモデリングを始める方は、まずチタンのデザインガイドを読んでおくとチタンでの出力に最適なモデルを制作しやすくなります。既に3Dデータが完成している方は、データをアップロードすればその場でお見積額が確認できます。3Dプリントを始めたばかり、という方は「3Dプリント用データ作成時に防ぎたい5つのミス」や「3Dプリント代の賢い節約法」でまず基本を抑えましょう!

 

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