3Dプリンタの使い方  @mgwsuzuki  2014/01/04               1
3Dプリンタ概観                                材料(フィラメント)                               フィラメントを溶かして描画する                          ...
どうやって製造してるの?• 直径0.4mmの糸を積層するイメージ• 土台が無ければ積層できない!! – サポートの自動挿入で対応はできる• 約0.3mm以下の積層はできない!! – これがデザイン上の制約 – ただしXY平面の解像度は高い   ...
ツールと役割• CAD  – Computer Aided Design  – 作りたいもののデザインを支援する  – (原則として)製造方法は考えない• CAM  –   Computer Aided Manufacturing  –   製...
ソフトウェアとファイルのつながり      3D CAD   ツール例: SketchUp      STL      3Dの形状のデザインデータ     ファイル       CAM     ツール例: ReplicatorG     Gコー...
3D CAD• 少し前なら数十万円するようなシロモノだった• 最近は無償アプリが出てきた – SketchUp – Autodesk 123D Design(要ID登録) – Autodesk 123D Beta(要ID登録)• STLファイル...
SketchUp•   動作快適でわかりやすい•   プラグイン拡張可能•   http://www.sketchup.com/intl/ja/index.html•   STL出力は要プラグイン                        ...
CAM•   ReplicatorG(無償)•   STLファイルを読み込んでツールパスを作る•   モデルの操作は最小限 - 移動、回転、反転、スケール•   別途pythonが必要                              ...
出力• Buildボタンを押したら後は待つだけ• プラットフォームは100℃以上なので注意                         9
ロゴを作ってみよう•   SketchUpの準備•   SketchUpで3D Textを作る•   STLを出力する•   ReplicatorGでSTLを読み込み位置調整•   Gコードを出力する•   3Dプリンタで出力         ...
SketchUpの準備• SketchUp 8(Proではない)をダウンロード  – http://www.sketchup.com/intl/ja/download/• STLを出力するためのプラグイン  –   http://rhin.cr...
単位とtemplete• 実際に物体を作るので、具体的なサイズを意識する必要がある• 小型の3Dプリンタなので、お勧めの単位はミリメートル• 起動直後のtempleteで”Product Design and Woodworking –  Mi...
軸と平面Large Tool SetView->toolbers-> Large Tool Set                    Z軸: 青   Y軸: 緑                                XY平面    ...
3D Textを作る• Height: 文字のY軸方向の長さ• Extruded: 文字のZ軸方向の厚さ• お好みでサイズ調整など              14
STL出力• Plugins → Export STL• 単位はMillimetersとする                           15
ReplicatorG – STL読み込み• File → OpenでSTLファイルを読み込む• Moveボタンを押し、Center, Put on platformの順にボタンを押す                              ...
Gコード出力• Generate Gcodeを押す  – 必要に応じてファイルセーブ• ダイアログのようにパラメータを設定してGenerate Gcodeを押す                                         17
物体出力• USBケーブルで3Dプリンタを接続する• もしくはSDカード経由(s3gファイルを作ってコピー)• USB接続ではたまにプリンタが一時停止してよろしくない                                18
完成• 出力に30分程度かかった                 19
絵からロゴを起こしてみる• 絵を用意(jpg, pngなど)• File -> Importで絵を選択• 最初に原点を設定し、次にサイズを決める                        20
LineとArcで文字をスケッチする• XY面が正面に見えるようにorbitで視点移動• LineとArcは要所でスナップするので便利• 閉曲面を作ること (紫色に変わる)         21
字を盛り上げる• Push/pullツールを選択し、スケッチをクリックする• 3mmに正確に盛り上げるためキーボードで”3mm”と直接入力する• 右下に入力されたことを確認してenter                             ...
ラフトとサポート• ラフト  – オブジェクトを出力する前の下地(イ    カダの意)• サポート  – 土台が無くて積層ができない部分に    対し、自動的に土台を生成する                        ラフト   サポート ...
ラフト• プラットフォームとオブジェクトの密着性を適度に保つ• オブジェクト底面の平坦度は得られない• 網目状の上にオブジェクトをプリントする都合上、曲面が  綺麗に出ない                               24
サポート• その機能上、本来のオブジェクトと必ず接する部分があり、  ケバ立つ欠点がある• ツールの都合上、なぜかラフトがないといけないようだ• Full support, Exterior onlyの2種類ある                ...
shellとinfill• 中身の詰まったsolidモデルは殻の部分(shell)とその内側(infill)に  分解される• shellの厚さはNumber of shellsで調整できる  – 1層は必ずあり、指定された値だけ追加される  ...
余談というか付録というか• 3D CADの経験的な話•   CG系: Blender•   デザイン系: SketchUp•   工業系: Autodesk 123D beta•   初心者的工業系: Autodesk 123D design•...
Autodesk 123D beta• http://www.123dapp.com/123d#download123D• レスポンス悪いしバグありだし開発終了っぽい• でも機能は豊富で強力   – fillet, chamfer, revol...
Autodesk 123D Design• betaと比べてsketch機能が退化したので使う気になれ  ない• とはいっても、fillet, chamferなどの機能は健在• 2013年になってlicense expiredというエラーが発生...
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  1. 1. 3Dプリンタの使い方 @mgwsuzuki 2014/01/04 1
  2. 2. 3Dプリンタ概観 材料(フィラメント) フィラメントを溶かして描画する extruder プラットフォーム 110℃程度になるので注意!!• これ以外にも製造方式がある• 以下、The Replicatorの使い方を説明する 2
  3. 3. どうやって製造してるの?• 直径0.4mmの糸を積層するイメージ• 土台が無ければ積層できない!! – サポートの自動挿入で対応はできる• 約0.3mm以下の積層はできない!! – これがデザイン上の制約 – ただしXY平面の解像度は高い 3
  4. 4. ツールと役割• CAD – Computer Aided Design – 作りたいもののデザインを支援する – (原則として)製造方法は考えない• CAM – Computer Aided Manufacturing – 製造するための方法を支援する – 機械をどのように動かせば製造できるか – Toolpath (機械を動かすパス)を考えてくれる 4
  5. 5. ソフトウェアとファイルのつながり 3D CAD ツール例: SketchUp STL 3Dの形状のデザインデータ ファイル CAM ツール例: ReplicatorG Gコード ツールを動かす手順ファイル ファイル ex: ヘッダの位置、吐出制御 3Dプリンタ オブジェクトの出力• Toolchainとか言われる 5
  6. 6. 3D CAD• 少し前なら数十万円するようなシロモノだった• 最近は無償アプリが出てきた – SketchUp – Autodesk 123D Design(要ID登録) – Autodesk 123D Beta(要ID登録)• STLファイルが出力できればよい• Blenderもo.k.そうだが、試していない 6
  7. 7. SketchUp• 動作快適でわかりやすい• プラグイン拡張可能• http://www.sketchup.com/intl/ja/index.html• STL出力は要プラグイン 7
  8. 8. CAM• ReplicatorG(無償)• STLファイルを読み込んでツールパスを作る• モデルの操作は最小限 - 移動、回転、反転、スケール• 別途pythonが必要 8
  9. 9. 出力• Buildボタンを押したら後は待つだけ• プラットフォームは100℃以上なので注意 9
  10. 10. ロゴを作ってみよう• SketchUpの準備• SketchUpで3D Textを作る• STLを出力する• ReplicatorGでSTLを読み込み位置調整• Gコードを出力する• 3Dプリンタで出力 10
  11. 11. SketchUpの準備• SketchUp 8(Proではない)をダウンロード – http://www.sketchup.com/intl/ja/download/• STLを出力するためのプラグイン – http://rhin.crai.archi.fr/rld/plugin_details.php?id=429 – su2stl.rbsを以下のディレクトリへ – C:¥program files¥google¥google sketchup X[バージョン]¥plugins – Users/ユーザー名/Library/Application Support/Google SketchUp X[バージョン]/SketchUp/Plugins• Pluginsは多数あるのでお好みで – http://www.sketchup.com/download/plugins.html – http://www.sketchup.com/intl/en/download/rubyscripts.html 11
  12. 12. 単位とtemplete• 実際に物体を作るので、具体的なサイズを意識する必要がある• 小型の3Dプリンタなので、お勧めの単位はミリメートル• 起動直後のtempleteで”Product Design and Woodworking – Millimeters”を選択する 12
  13. 13. 軸と平面Large Tool SetView->toolbers-> Large Tool Set Z軸: 青 Y軸: 緑 XY平面 X軸: 赤 • XY平面は3Dプリンタのプラットフォームに対応する平面 • XY平面に図形を書いてpush/pullでZ軸の高さを指定する 13
  14. 14. 3D Textを作る• Height: 文字のY軸方向の長さ• Extruded: 文字のZ軸方向の厚さ• お好みでサイズ調整など 14
  15. 15. STL出力• Plugins → Export STL• 単位はMillimetersとする 15
  16. 16. ReplicatorG – STL読み込み• File → OpenでSTLファイルを読み込む• Moveボタンを押し、Center, Put on platformの順にボタンを押す 16
  17. 17. Gコード出力• Generate Gcodeを押す – 必要に応じてファイルセーブ• ダイアログのようにパラメータを設定してGenerate Gcodeを押す 17
  18. 18. 物体出力• USBケーブルで3Dプリンタを接続する• もしくはSDカード経由(s3gファイルを作ってコピー)• USB接続ではたまにプリンタが一時停止してよろしくない 18
  19. 19. 完成• 出力に30分程度かかった 19
  20. 20. 絵からロゴを起こしてみる• 絵を用意(jpg, pngなど)• File -> Importで絵を選択• 最初に原点を設定し、次にサイズを決める 20
  21. 21. LineとArcで文字をスケッチする• XY面が正面に見えるようにorbitで視点移動• LineとArcは要所でスナップするので便利• 閉曲面を作ること (紫色に変わる) 21
  22. 22. 字を盛り上げる• Push/pullツールを選択し、スケッチをクリックする• 3mmに正確に盛り上げるためキーボードで”3mm”と直接入力する• 右下に入力されたことを確認してenter 22
  23. 23. ラフトとサポート• ラフト – オブジェクトを出力する前の下地(イ カダの意)• サポート – 土台が無くて積層ができない部分に 対し、自動的に土台を生成する ラフト サポート 23
  24. 24. ラフト• プラットフォームとオブジェクトの密着性を適度に保つ• オブジェクト底面の平坦度は得られない• 網目状の上にオブジェクトをプリントする都合上、曲面が 綺麗に出ない 24
  25. 25. サポート• その機能上、本来のオブジェクトと必ず接する部分があり、 ケバ立つ欠点がある• ツールの都合上、なぜかラフトがないといけないようだ• Full support, Exterior onlyの2種類ある 25
  26. 26. shellとinfill• 中身の詰まったsolidモデルは殻の部分(shell)とその内側(infill)に 分解される• shellの厚さはNumber of shellsで調整できる – 1層は必ずあり、指定された値だけ追加される – 1層だと表面がとても滑らかな感じ• Infillの割合をObject infillで調整できる 26
  27. 27. 余談というか付録というか• 3D CADの経験的な話• CG系: Blender• デザイン系: SketchUp• 工業系: Autodesk 123D beta• 初心者的工業系: Autodesk 123D design• 目的でCADを選ぶことができる 27
  28. 28. Autodesk 123D beta• http://www.123dapp.com/123d#download123D• レスポンス悪いしバグありだし開発終了っぽい• でも機能は豊富で強力 – fillet, chamfer, revolve, boolean, circular copyなど – sketch機能は慣れるととても強力• SketchUpになれたら触ってみる価値あり 28
  29. 29. Autodesk 123D Design• betaと比べてsketch機能が退化したので使う気になれ ない• とはいっても、fillet, chamferなどの機能は健在• 2013年になってlicense expiredというエラーが発生 – Hotfixあてればo.k. 29

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