3Dプリンターのデータ作成方法は？作成後の手順や注意点も解説

頭に思い描いたオリジナルアイデアをリアルな造形物に変換できる魅力的なツール・3Dプリンター。

3Dプリンターを使うためには、まず3Dデータの作成方法を理解する必要があります。

この記事では、3Dプリンターのデータ作成方法を紹介します。データを作成した後の手順、データ作成時の注意点もお伝えするので、3Dプリンター初心者の方もぜひ参考にしてください。

3Dプリンターとは

3Dプリンターは、コンピュータで設計したデータをもとに、樹脂や金属などの素材を積み重ねて立体の造形物を作る機械です。従来の方法では製作が難しかった複雑な形状も、オリジナリティあふれる自由なデザインで製作できます。

近年では、プラスチックや金属だけでなく、ガラス繊維強化樹脂やTPU （熱可塑性ポリウレタン）など、用途に合わせて多彩な素材が使われるようになりました。

3Dプリンターは、製品開発の試作品製作における迅速なデザイン、および機能検証により、開発期間・コスト削減を実現しています。また、医療現場では患者のCTデータに基づいた人工骨格・インプラント作成による精密医療の提供も行っています。

さらに、教育現場では模型・教材作成による学生の理解度向上など、その革新的技術はさまざまな分野で貢献してきました。

このように、3Dプリンターは、今後も進化を続け、私たちの生活をより便利で豊かに、創造性に満ちたものへと変えていくと期待されています。3Dプリンターについて詳しく知りたい方は、以下の記事を参考にしてください。

3Dプリンターとは？よくある質問やおすすめのプリンターを紹介

3Dプリンターの主な造形方式

3Dプリンターはさまざまな造形方式があるため、それぞれの目的・用途に合わせて選びましょう。主な造形方式は以下の通りです。

熱溶解積層方式

熱で溶かした樹脂を層状に重ね造形するもので、耐久性・耐熱性に優れているのが特徴です。比較的コストが低く造形スピードも速いですが、表面が若干ざらざらとした感じに仕上がります。

光造形方式

液体状の光硬化性樹脂を紫外線レーザーで硬化させる方法で、滑らかな表面を実現できます。精密な造形に向いていますが、造形速度が遅く、後処理が必要です。

インクジェット方式

光硬化性樹脂をインクジェットヘッドから噴射し、紫外線で硬化させながら層を積み重ねる方式です。カラフルな造形物を作成できるため見た目を重視する芸術的な作品に向いていますが、耐久性が低く、造形速度も遅いというデメリットがあります。

粉末焼結方式

一層ずつ粉末を固める方式で、熱で溶けにくい金属などの造形にも適しています。強度が高く、耐久性に優れていますが、装置が高価で造形速度が遅いというデメリットがあります。

3Dプリンターのデータを作成する方法

3Dプリンターで使用するデータを作成するための以下の4つの手法を紹介します。

1. 3DCADソフトウェアを活用する
2. 3Dスキャナーを使用する
3. 2DCADデータを3DCADデータに変換する
4. 無料サイトからデータをダウンロードする

それぞれの手法の特徴やメリット・デメリットを理解したうえで選択しましょう。

手法1: 3DCADソフトウェアを活用する

3Dプリンターのデータ作成には、3DCADソフトウェアを利用する方法があります。これには、建築や製品設計などの図面作成に使われる2DCADと、3Dモデリングが可能な3DCADがあります。

3DCADを使用すると、自由なデザインと正確な寸法でデータを作成できます。しかし、この方法を使いこなすにはCAD操作の基本的なスキルが必要です。

手法2: 3Dスキャナーを使用する

手元に試作品や過去の部品がある場合、それらを3Dスキャナーでスキャンすることで、3Dプリンター用のデータを作成できます。

この手法は形状を忠実に再現でき、さらに複雑な形状も簡単にデータ化できます。設計図がなくても3Dモデリングできますが、寸法の誤差を生じやすい点がデメリットです。

手法3: 2DCADデータを3DCADデータに変換する

手元に2DCADデータがある場合、2DCADデータを3DCADデータに変換する手法もあります。2DCADを使用している場合には、既存データを活用して3Dモデルを作成できるのがメリットです。

2DCADデータを3DCADデータに変換する際にはデータの修正が必要ですが、元の製図を用いると修正作業もスピーディに進められます。

手法4: 無料サイトからデータをダウンロードする

自分でデータを作成できない場合は、無料で提供されているデータをダウンロードすることも一つの選択肢です。

多くのサイトで様々な3Dデータが公開されていますが、サイトによって信頼性が大きく異なります。セキュリティを確保するためにも、必ず信頼できるサイトからダウンロードしましょう。

3Dプリンターのデータ作成後の手順

3Dプリンターで造形したいモデルのデータが完成したら、次は実際に3Dプリンターで出力するための準備が必要です。ここでは、データ作成後の主な手順をステップごとに解説します。

手順1.適したデータ形式に変換する

3Dプリンターでモデルを造形するには、適切な形式にデータを変換しなければいけません。主な形式はSTL形式とOBJ形式で、STL形式はポリゴンを使用する最も一般的な形式です。

手順2.エラーを検証する

続いて、STL形式に変換したデータにエラーがないか、検証用ソフトや3DCADソフトを使用して確認します。エラーが存在すると、造形が開始できないなどの問題が発生しやすくなります。

手順3.スライスソフトでデータ変換する

最後に、スライスソフトを用いてデータに変換します。適切な設定によって、造形時間を短縮したり、造形物の強度を向上させたりできます。ちなみに、各3Dプリンターによって異なる形式の造形ツールパスデータが必要です。

3Dプリンターの使い方については、以下の記事に詳しい使い方が記載されています。よくある質問も記載しているので、3Dプリンター初心者の方もぜひ参考にしてください。

3Dプリンターの使い方を解説！おすすめ3Dプリンターやよくある質問も紹介

産業用3Dプリンターの導入を検討している企業は、株式会社VOSTの「産業用3Dプリンターの販売・導入支援」を活用してみてはいかがでしょうか？

株式会社VOSTは、お客様の予算、用途、必要な機能などをしっかりヒアリングしたうえで、最適な3Dプリンターを提案します。導入後のサポートも充実しており、3Dプリンターを初めて導入する企業でも安心して利用できます。

3Dプリンターのデータ作成時の注意点

ここでは、3Dプリンターのデータ作成を成功させるために、事前に理解しておきたい注意点について解説していきます。

強度をチェックする

3Dプリンターで繊細な造形をするためには、データ作成時に「厚み」を考慮しましょう。造形物の厚みは機種や材料によって異なり、薄いパーツを造形する際はテストプリントやサポート材が適しています。

適切な対策と設定により、破損しやすい薄いパーツでも成功率と強度をアップできます。データ作成時に細部までこだわることが、精密な造形を実現する上で重要です。

パーツの向きを考慮する

高品質な造形物を作成するには、データ作成時のパーツの向きも重要です。パーツの向きによって積層方向が変わり、造形物の見た目や強度に影響を与えます。

例えば、表面の仕上がりが重要な場合は、積層跡が目立ちにくい方向で造形すると良いでしょう。強度が重要な場合は積層方向に対して垂直からかかる力に強くなるように造形します。

造形物の外観や強度を向上させるためにも、パーツの向きを意識してデータを作成することが大切です。

3Dプリンターのデータ作成方法まとめ

3Dプリンターを使う際には3Dデータが必要です。データ作成方法は複数ありますが、それぞれのメリット・デメリットがあります。自分に合った方法を選び、ポイントを押さえながら納得のいくデータを作成しましょう。