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コンシューマでも購入可能な大判光造形3Dプリンター5選

wpmaster — Mon, 07 Jul 2025 00:54:46 +0000

Peopoly一強の大判光造形

今回は弊社で使用しているPeopoly社の大判光造形3Dプリンター以外に、コンシューマでも購入可能な大判光造形3Dプリンターがあるのかを調べてみました。
「コンシューマでも購入可能」という意味は、大手商社が提供するような数百万円～数千万円の価格帯で年間保守契約数百万円といった、一般では購入不可能な3Dプリンターを除外するという意味です。

調査にはAI（ChatGPT）を使用しました。

今回はChatGPTに「Peopoly Phenomシリーズのような大判MSLA 3Dプリンターは他のメーカーでも販売しているのでしょうか？」と質問を投げかけてみました。

Yが298mmもあって、価格が12万円～なんてもしこれが本当ならこのプリンターベストセラーになりそうです。

Anycubic Photon M3の販売サイトを確認してみますと

予測通りYは164mmです。そこでAIにAnycubic Photon M3 Maxの造形範囲について間違いを指摘してみました。

間違いを認めて、正式な回答をしてくれました。

リフトアップ式MSLA大判光造形3DプリンターはなぜY軸造形範囲が狭くなるのか？

過去のブログでも何度も書いておりますが、リフトアップ式MSLA大判光造形3Dプリンターの場合、Y軸範囲がXZ軸と比較して狭くなりがちです。
この理由はビルドプレートを固定するメインアームの強度がY軸の大きさに比例して必要になるからです。
メインアームが片持構造であるため、テコの原理により、アームが長くなるほど負荷が大きくなります。（Y軸範囲が広くなれば広くなるほど）

このテコの原理の力を具体的に説明すると、造形中にFEPフィルムから造形物がリフトアップして、剥離時に、筒状のものでは真空圧力、面状のものでは面に対する接着圧を剥がそうとする力は、テコの腕の長さが長くなれば長くなるほど強力になります。そしてこの剥がす力がビルドプレートを支えるメインアームの強度限界または剛性の限界であり、Z軸モーターとリニアガイドに大きな負荷になります。

Y軸造形範囲が狭い問題を解決する方法はあるのか？

メーカーもこの問題に既に取り組んでおり、Y軸の対策としてZ軸の剛性と安定性を高くしています。例えばPeopoly社であれば、メタルフレームとデュアルZリニアレールを採用、Anycubic社は高剛性二本支柱構造を採用、Elegoo社はダブルZ軸リニアレール＋スチールフレーム採用、Phrozen社はリニアガイド＋スチール支柱＋強化Z軸アームして、剛性と安定性を高くしています。
しかし結局の所Y軸はXZ軸ほどは広くならず、Y軸造形範囲は狭いのが現状です。

そこでAIに「机上の空論でも構いませんのでこの問題に対する解決策はありますか？」と聞いてみました。
すると解決策を4つ提案してくれ、

1つ目はダブルアーム（従来の片持ではなく両持ちアーム）構造にする方法です、確かに両持ちにすれば片持時と比較してモーメント負荷はかなり抑えられます。この構造は門型構造と言えばイメージしやすいかもしれません。デメリットは構造が大きくなり、重量とコストが増加してしまうというところです。

2つ目はFEPフィルムからの剥離を、端から徐々に行うよう傾けて剥がす機構です。結局のところこの剥離の接着圧がZ軸に負荷をかけて結果Y軸造形範囲を広くできないわけですから、剥離を小さな力で行うことができれば、Y軸造形範囲を広くすることができます。実は一部のハイエンド機では既に実装されているようです。

3つ目は剥離時にFEPフィルム裏に空気圧を加えて造形物を剥がれやすくするエアーブロー剥離補助方式です。どれくらいの空気圧をかけるのかは不明ですが、FEPフィルムはレジンバットに対して強い張力を保った状態で取り付けられていますが、剥離のたびに空気圧を加えても、この張力を保てるのかは不明です。

4つ目はビルドプレートの自動水平制御機構の搭載。片持アームで撓んで斜めになってしまうビルドプレートをアクティブに水平に補正する機構を搭載するようですが、どのように補正するかの具体的な機構に関する説明は特にありませんでした。

いずれにしても、様々な問題があってY軸造形範囲を広くする事ができないのが現在のリフトアップ式MSLA大判光造形3Dプリンターの弱点となります。

本題のコンシューマでも購入可能な大判光造形3Dプリンター5選

1.Peopoly Phenom L
造形サイズ：X345.6mm×Y194.4×Z400.0
解像度：4K
価格：約35万円～
特徴：大判3Dプリンターの定番、超大判のPhenom XXL2（X527mm×Y296mm×Z550mm）もあり。

2. Elegoo Jupiter／Jupiter SE
造形サイズ：X277mm×Y156mm×Z300mm
解像度：6K
価格：10～13万円前後（SE）
特徴：Peopoly Phenomより安価。自動レベリング、レジンフィード機構など使いやすさ重視。

3. Anycubic Photon M3 Max
造形サイズ：X298mm×Y164mm×300mm
解像度：7K
価格：10～14万円前後
特徴：自動レジン補給機能付き。

4. Phrozen Sonic Mega 8K／8K S
造形サイズ：X330mm×Y185mm×Z400mm
解像度：8K
価格：18～30万円前後（Sは廉価版）
特徴：解像度と造形サイズのバランスが最強クラス。

5. Creality HALOT-MAGE PRO／MAGE CLARITY
造形サイズ：X228mm×Y128mm×Z230 mm（PRO）
解像度：8K
価格：10～12万円前後
特徴：速度に特化（最大170mm/h）Creality Cloudによる遠隔制御可能。大判というより「中型」

そんな中でY軸造形範囲が194.4mmもあるPeopoly Phenom L

ここまで見てきた通り、各社Y軸造形範囲を広くするために様々な対策をしておりますが、その中でもトップクラスのY軸造形範囲を誇るPeopoly Phenom Lはとても優秀な3Dプリンターだと思います。解像度では他機種に劣るかもしれませんが、MSLA光造形において4Kの解像度は十分かと思います。特にPeopoly Phenom Lでは大きな造形物を3Dプリントすることを想定しているため、4Kの解像度で十分といえるでしょう。

更に上のクラスを見ればPeopoly Phenom XXL V2の造形範囲はX527mm×Y296mm×Z550mmという驚異的な造形範囲を誇ります。

弊社ではPeopoly社Phenomシリーズの販売を行っています

弊社ではPeopoly Phenomシリーズ全機種の販売を行っています。弊社でも2020年からPhenomシリーズ3Dプリンターを複数台導入し、3Dプリントサービスを行っております。
大判光造形3Dプリンターを導入したいけど、大手が販売している数百万数千万円クラスの光造形機は高価すぎて導入できない。年間高額な保守契約を結びたくないという企業様にピッタリです。
弊社からPeopoly Phenomシリーズ3Dプリンターをご購入いただきますと、光造形の段取りに必要な全ての道具もご用意いたします。また光造形3Dプリントで重要なパラメーターなどのノウハウが詰め込まれた使い方講習（オプション）もご提供可能です。スライサーソフトなどのセットアップも行いますので、導入したその日から光造形3Dプリントができる状態にいたします。

大判光造形3Dプリンター導入予定の企業様は是非一度お気軽にお問い合わせください。

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3DプリンターMF-1050独自チューニング

wpmaster — Thu, 20 Jun 2024 07:46:58 +0000

今回のブログは、弊社で使用している熱溶解積層方式3DプリンターであるMF-1050の改造に関する内容です。MF-1050はかれこれ10年前の2014年、弊社に導入した初めての3Dプリンターでした。そして時が過ぎ10年経過した今でも改造しながら現役で活躍する、大切な3Dプリンターです。今回の内容は昨年2023年10月に行ったMF-1050の改造内容になります。

MF-1050改良の経緯

MF-1050の改造自体は導入当初から行っておりましたが、中途半端なチューニングだったため、この度のチューニングで完璧なFDM3Dプリンターを作り上げ、3Dプリントする造形品の品質を向上させるのが目的です。弊社にはMF-1050（MF-1000も含む）が合計7台あり、これまで1号機から3号機までの3台が主力として活躍してきましたが、2号機の調子が悪くなりドナー機へ。そして1号機と3号機の2台体制で稼働しておりましたが、ほぼ同時期に2台ともZ軸による造形トラブルが起こるようになったため、2台とも引退させて新たに4号機と5号機（6号機と7号機は予備機として保管）を導入する運びとなりました。であれば、過去のチューニング時の欠点を全て解決した新しいチューニングを4号機と5号機に施して、理想的なFDM機へ仕上げてしまおうというのが今回の趣旨になります。

過去のチューンナップ内容と改良点

過去に行ったチューニングでは、上下の吹き抜け構造を段ボール板で覆い、隙間をテープで埋める程度で機密空間を作り、内部の温度を可能な限り高温にしておりました。その理由は庫内温度が高い方がABS樹脂の3Dプリントが行いやすいためです。しかし庫内を高温にすることにより、庫内にある制御基板の放熱が悪くなり、Zドライブモータにトラブルが起こるようになりました。つまり庫内は高温に、基板は低温に保つという相反する性質を、同じ庫内で実現することができれば、夏も冬もほぼ同じ庫内環境でトラブルなく造形することができるというわけです。

なぜ昔の3Dプリンターは庫内を保温しないのか

ストラタシス社が保持していた特許（通称ヒートチャンバー特許）の絡みで上記のような庫内を温めるタイプのFDMは、一部の企業用3Dプリンターでは存在しておりましたが、コンシューマ向けFDMではあまり存在しない状況でした。2021年にストラタシス社の特許は期限切れとなり、各社自由に庫内の保温機能を搭載した3Dプリンターが製造できるようになり、現在はコンシューマ向けFDM機でも庫内を保温できる機種もかなり増えました。
そこで弊社では、上記チューンナップを施すことにより、一昔前のFDM機を昔のハイエンド機または現代のコンシューマ向けFDMにグレードアップさせます。

基板部分を別空間に

元々基板部分は金属製のカバーで覆われておりますが、下部にケーブル用の穴があり、そこから庫内の熱がどうしても入ってしまいます。そこで庫内とは隔離された別空間を作るために、金属製カバーと空冷ファンを活用した基板冷却吸排気システムを作ることにしました。3D-CADにより、ファン側のインテークマニホールドと、排気側のエキゾーストマニホールドをデザインします。インテークマニホールド側は基板と接続しているコードとのクリアランスがあることと、ファンおよびMDFボードと空中接続で組み立てるため、設計が非常に大変でした。3Dプリンターは3Dプリンターで改良するそれが、デジタルファブリケーションの醍醐味です。

板はMDFボードを活用

MF-1050のアクリル外装には大きな欠点があり、庫内の温度が上昇すると反りが発生し、大きくたわみます。それにより3Dプリンターの内外で空気が出入りしてしまい、庫内温度が安定しません。更に反りたわみがひどくなると、アクリル板そのものが割れてしまうこともあり、非常に危険でした。
そこで今回は厚み2.5mmのMDF板を採用し、アクリル板と置き換えることにしました。効率の良い板取を考えるのが一番大変でしたが、板取さえ決まってしまえば作業自体は手間がかかりますが非常に簡単です。

組み立て

これまでのアクリル板を全て外し、まず一番難しいインテークマニホールド・冷却ファン・下板の組み立てを行います。奇跡的にインテークマニホールドが金属製カバーにジャストフィットして、冷却ファンをサンドイッチしつつ、下板とボルト留めすることができました。金属製カバーの上部にφ30mmの穴を開けて、エキゾーストマニホールドを取り付けます。エキゾーストマニホールドは上板に開いた穴から飛び出て、ちょうど煙突のような構造で上方排気を行います。これまで基板に対しては一切空冷を行っていませんでしたが、改めて造形中に金属製カバーに触れてみるとかなりの高温になっていることが分かったため、今回のような空冷対策を施すきっかけになりました。

モディファイは他にも

今回FDMに施したモディファイは熱制御のみならず、様々な部品に施しております。元々フィラメント直径3.00㎜が標準であるMF-1050を、フィラメント直径1.75mmに変更するために、ノズルの交換、ドライブギアの交換、フィラメント座屈防止装置（弊社オリジナル）の取り付け、フィラメントドライヤーも使いやすいように改良を施します。ヒーテッドベッドのレベル出し、Z軸のタイミングベルト交換、思い出せない細かなモディファイも多数。よってMF-1050を新しく導入したとしても、実際現場で使えるようになるために弊社でかなりの改良を施しております。しかし時間と手間とお金をかけることによって、MFは非常に使いやすく、失敗リスクは低減し（これが非常に大きな効果です）機械トラブルも少ない便利な3Dプリンターに生まれ変わります。

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Peopoly Phenom LのLCDディスプレー不具合との闘い

wpmaster — Wed, 15 Nov 2023 04:45:09 +0000

今回のブログは弊社の主力光造形機であるPhenom Lの話です。早いものでPhenom Lを導入して約3年になりますが、これまで経験したこと無いトラブルに見舞われたため、世界のPhenom L及びPhenom兄弟機種ユーザーのためにトラブルシューティングブログを書きたいと思います。

2023年9月12日落雷発生

この日は朝なのに外が夜のように暗く豪雨で落雷が頻発。通常雷は光ってからある程度の時間差があってから轟音が鳴り響くものですが、光と同時に轟音という近距離な落雷がありました。
ちょうどPhenom Lでとある緊急案件の3Dプリントを行っておりまして、造形中ですので雷に対しては何もできずという感じで、造形自体になんの問題もなく数時間後3Dプリントは無事に完了しました。外観不良等は何もなし。

造形中に突然のブラックアウト

Phenom Lは上記の落雷3Dプリント後も、2回3Dプリント（合計28時間）を行いましたが、造形品に外観不良なく正常に動作しておりました。
9月2日にPhenom LのLCDディスプレーを交換、9月17日から重要案件の3Dプリントを控えていたため、前日の9月16日にはFEPフィルムも交換して、Phenom Lを万全な状態にしていました。
迎えた9月17日、夜中日付が変わると同時に3Dプリント開始。その後朝を迎えて確認した時Phenom Lはまだ正常に3Dプリントを行っていました。しかし昼頃に確認したところメイン電源が落ち造形がストップしている状態に。メイン電源が落ちているため、操作パネルも不点灯で、完全にシャットダウン状態でした。しかし隣のPhenomは正常に3Dプリントを継続しており、何の問題もありませんでした。

スイッチの故障

早速Phenom Lの電源が落ちた原因を探るべく、メイン電源スイッチをON/OFFを試してみると、スイッチ内部のLEDが不安定に弱々しく光るのを確認。電源が入ったかと思えばすぐに切れてしまう状況でした。電源スイッチに問題があると思い、Phenom Lの電源部分を取り外し内部のヒューズを確認してみると、ヒューズは正常。接続されている配線もチェックしてみましたが異常がなかったため、スイッチ内部が故障していると判断しました。同じスイッチがネット上で販売されていたため、すぐに取り寄せ。スイッチのみを交換すればまた正常に電源が入ると予測しました。

スイッチ交換

取り外したスイッチアセンブリ。中心にヒューズが1本と予備で1本埋め込まれています。PhenomはACアダプターが外にあるのですが、Phenom Lの場合ACアダプターが内部にあるため、電源ケーブルを直接機械に接続する構造になっています。

新しく届いたスイッチアセンブリ。ヒューズも付属で良心的です。Phenom Lから出ている配線はそのままにして、スイッチ裏側の配線のみ行いました。

北海道は物が届くのが遅いため、発注3日後の9月20日にスイッチが到着。スイッチは、アセンブリの状態で販売されており、スイッチ＋ヒューズ＋コネクターで1セットです。元々接続されている配線を抜いて、新しいアセンブリに差し替えるだけなので、作業としてはとても簡単です。動作チェックでも正常に電源が入るようになりました。

スイッチ交換した後の造形は全て外観に造形不良

スイッチ交換し、9月20日のうちに気を取り直して再度重要案件の3Dプリントを開始、翌21日に3Dプリントが完了し、ビルドプレートから造形品を外す際に、プリント品の表面に異常な縦縞模様が発生していることを発見。表面にLCD解像度固有の模様が入ることは多々ありますが、それとは比較にならないくらい深い縦縞の模様というよりは深い傷レベルの外観不良があり、形状が単純であれば、パテ盛り修正可能ですが、パテを盛った後に研磨困難な形状ということもあり、造形物を廃棄して新たに3Dプリントを行うことにしました。
※スイッチ交換前、途中で造形がストップしてしまった時の造形品にはこの外観不良はありませんでした。

サポートのデザインを変更して造形再挑戦

3Dプリントを再度行いますが、そのままの造形データでは同じトラブルが起きるだけですので、造形データそのものを作り直します。しかし元々の造形データは4回3Dプリントが成功している信頼性高いデータですので、トラブル解決後を見据えて保存しておきます。
ではデータの何を変更するかを考えたときに、外観不良の縞模様がちょうど内側のサポートの柱と同周期で発生していることに気が付いたため、サポートが何らかの関係をもっていると推察し、サポートの配置や形状を見直して新たな3Dデータおよび造形データを作成しました。ちなみに弊社では案件によってはスライサーでサポートを付けず、3D-CAD側でサポートをデザインする場合もあります。今回は正確にサポートをデザインする必要がある案件のため3D-CADでサポートも一緒にモデリングしております。

造形不良はおさまらず

新たなる造形データで3Dプリントに挑戦してみたものの、結局外観不良トラブルは解決しませんでした。サポートの形状を変えましたが、変更した形状パターンで外観不良が発生。これまでこんな外観不良は経験したことがなく、全く原因がわからない状況です。外観不良は外側に発生するため、ドライランをかけてLCDを観察し、造形データの外側淵に外観不良と思われる形状が出てくるか観察しましたが、目視で見る限りでは正常。

スイッチアセンブリのスイッチのみ交換してスイッチ元々のスイッチを取り付けて実験

スイッチ交換前までは、外観不良が起きていなかったため、試しに元々のスイッチに付け替えて実験してみることに。しかしスイッチ本体は壊れているため、スイッチ部分のみ新品、ヒューズなど他の部品は元々の部品でアセンブリを組みなおして、Phenom Lに取り付けました。

造形不良解決せず

結局のところ上記スイッチアセンブリに交換しても、外観不良は直りませんでした。3Dプリントする物が大きいため、実験1回で消費するレジンの費用もかさみます。特に重要案件ではノーマルレジンよりも高価なABSライクレジンを使用しているため、3Dプリントの失敗は回を重ねるごとに負担が大きくなっていきます。

同月に交換したばかりのLCDを疑う

心のどこかではもしかしたらLCDディスプレーを交換したら直るのではないかという気持ちはありましたが、同じ月の頭に交換したばかりのLCDが壊れるはずがないという先入観がありました。これまでPhenom LのLCDディスプレイは10回程度は交換してきましたが、頻繁に造形を行っても1ヶ月経たず2週間程度で壊れてしまうのは前代未聞です。メーカー側では600時間の耐久性はあるようですが、弊社では頻繁に使用して半年～1年は普通に使用できていました。しかもLCDディスプレーは交換部品の中でも高額部品ですので、頻繁に取り換えるものではありません。しかし今回の外観不良トラブルの原因がわからない以上は、藁にもすがる思いでLCDディスプレー交換を試してみるしかないと考えました。

日本の代理店からLCDを取り寄せ

LCDディスプレーを取り寄せる方法は2つあります。⓵国内の販売代理店から購入、こちらは注文後翌日発送中1日で北海道到着が通常です。しかし日が悪いことに23日土曜日の注文になってしまったので、25日月曜日発送、27日水曜日到着という一番時間がかかる注文となってしまいました。ちなみにもう一つ⓶海外から取り寄せる方法、PEPOLYの公式サイトから直接オーダーして海外から直接送ってもらう方法もありますが、送料が25ドル＋対応地域外料金30ドル、送料が合計55ドルかかってしまうため、あまり使いたいとは思いません。どうしても国内に在庫が無い時、海外にしか売っていないものを取り寄せるときにのみ仕方がなく利用します。加えて海外からの発送の場合到着まで約2週間程度の時間がかかります。

新品のLCDを取り付けてみると約40％死亡状態

待ちに待った代替部品のLCDディスプレーが届きました。国内代理店のポリシーで到着後1週間経過してしまうと初期不良も対応してもらえないため、到着したその日にLCDを交換。LCD交換の際に必ずメーカー純正のガーファーズテープでLCDの淵から紫外線が漏れないように、なおかつ造形範囲を狭めないように細心の注意をはらいながら、ガーファーズテープを貼り付けます。貼り付け途中にキャリブレーションコマンドで、紫外線発光＆LCDディスプレーテストパターンを確認するのですが、なんとLCDディスプレーの40％が正常に動作せず死亡状態なのです。速攻で写真を撮影し国内代理店に連絡し症状を説明、代理店が海外本社に問い合わせをしてくれまして、本社が初期不良を認めてくれたので新品代替品と交換してくれることになりました。それは良かったのですが、問題は時間です。現時点で当初の予定より10日遅れ、そしてさらに2週間程度の時間がかかることが予測され、もはやクライアント様に事情を説明して納期を延ばしてもらう他ありませんでした。小さいものであればPhenomで3Dプリント可能ですが、大きさ的にPhenom Lでなければ入らない大きさであったため、その作戦も使えない状況でした。加えて海外から弊社直接ではなく一度代理店を経由してからでないと、納品できないとのことで、さらなる時間のロスとなってしまいました。

そもそも新品のLCDディスプレーがなぜ壊れていたのか？

新品LCDが壊れていた原因は、一目見てわかりました。LCDディスプレーはガラスのディスプレー本体とそれにつながる基板で構成されており、これまで購入してきたLCDディスプレーは基板部分がガーファーズテープで被覆されて絶縁されておりました。しかし今回到着したLCDディスプレーの基板部分には、驚くべきことにアルミテープが貼られていたのです。基板全体を覆うように被覆されているのです。基板関係に詳しいわけではないのですが、そんな弊社でもわかるくらいありえないことです。基板全体に導体であるアルミを貼り付けたら、色々な場所でショートが起きます。もしくはショートのリスクが高いです。

実は被覆材はガーファーズテープやアルミテープのみならず、別素材の黒いテープの時もあり、酷いときはテープが何も巻かれず基板むき出しの時もありました。被覆の仕様のみならず、JW33コネクターの位置や方向の仕様も毎度毎度異なっていて、一体どんな理由でこんなに品質にばらつきが出てしまうのか、非常に謎です。とにかくPhenomのLCDディスプレーの品質管理はよろしくないので購入の際はすぐに初期不良チェックを行わなければなりません。それ故に社内に在庫できないのです。（わざわざ正常なLCDを外してチェックするのは時間的に現実的ではないため）

最初の不具合が起きて約1か月でやっと壊れていないLCDを装着

最初のトラブル発生から約1ヶ月ようやく本社から代替品ディスプレーが届き、初期不良チェックとして行うキャリブレーションテストをパス。その後一番初期の造形データで3Dプリントを行ってみると、外観不良もなく綺麗な3Dプリントができるようになりました。

今回のトラブルの原因は？

今回のトラブルは1つのことではなく、複合的なトラブルが重なって1ヶ月とうい長い時間を要しましたが、結局のところ最初の原因は何だったのか？と考えてみると、雷は関係あったのかは微妙ですが、もし仮に雷が原因だったとすれば、その直後にスイッチが壊れたり、造形トラブルが起きるはずですが、数日＆数回の3Dプリントが成功しているので、雷は関係ないかもしれません。スイッチが壊れた原因は経年劣化の可能性もあります。ただスイッチの検査を行うために何度かON/OFFを繰り返した際に、スイッチの入り方が微妙（スパークするような感じ）だったので、ノイズがLCD基板に伝わって、LCDディスプレーの画像表現（淵の部分）に何らかの問題が発生し外観不良が起きるようになったのではないかと、推察しております。
それに加えて、交換で取り寄せた国内代理店在庫が不良品であったこと。その原因は設計側のミスなのか、製造作業員の怠慢なのかは不明ですが、今後はPeopoly社に初期不良のない品質管理を努めてほしいと願わんばかりです。

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高温多湿な季節にはフィラメントドライヤーが必須

wpmaster — Tue, 19 Sep 2023 15:08:00 +0000

記録的な酷暑日による高温多湿

2023年夏は記録的な猛暑に見舞われ、弊社がある札幌市内も連日35℃を超える酷暑日が続き、不安定な気圧配置によって時々スコールのような大雨が降り、作業場の気温も35℃湿度70％以上の日が長く続きました。

これまで密閉された3Dプリント内でフィラメントを使用しておりましたが、昨今は基板の熱対策のため、仕様変更によりフィラメントが外気に暴露された状態になっております。その結果、フィラメントは外気の湿気を吸い取り、写真のような造形不良が起こるようになりました。

導入したフィラメントドライヤー

今回導入したフィラメントドライヤーは写真のものになります。内部にローラーが2本付いており、フィラメントリールがスムーズに回るようになっております。フィラメントの出口は左右二箇所ありますが、使用環境に合わせてお好みで選ぶことができます。しかし使用していない穴を塞ぐ蓋がないので、マスキングテープで穴を塞ぎました。（後で専用栓でも作ります）

同じメーカーのもので、タイマー付きのデジタルスイッチタイプのものもありましたが、なんとなくアナログの方が故障リスクが低いからと言う直感がありアナログタイプをチョイスしました。

各社いろいろ同じようなフィラメントドライヤーを販売しておりますが、サイズ感や最高温度等条件が良いもを選びました。中には、50度位しか上がらないものもあり、ABSを扱う上では、最低でも70度は必要と思っております。

使用インプレッション

付属のテフロンチューブをフィラメントドライヤーと3Dプリンター本体のノズル直前部分まで接続し、中にフィラメントを通します。長めのチューブなのでお好みの長さでカットすると良いでしょう。テフロンチューブですのでフィラメントとの摩擦が少なくスムーズに外気に暴露することなく搬送されます。弊社の3Dプリンターの場合はフィラメントドライヤーを上に載せるとちょうど良い感じです。フィラメントドライヤーの脚は滑りにくいゴム素材であるため、ドライブギアでフィラメントを引っ張ってもずれることはありません。

乾燥条件について

メーカーが推奨しているABS樹脂の乾燥条件は、60度で2時間ですが、この条件では絶対乾燥しません。個人的にABS樹脂の乾燥であれば80度は必要かと思いますがこのフィラメント乾燥機は最高温度が70度であるため、70℃で乾燥させます。

体感的には70度で6時間以上放置してやっと乾燥といった感じですので、朝から3Dプリントする場合は前の晩から乾燥をかけておくとちょうど良い感じでした。

一番最初の写真の造形品と同じフィラメントを乾燥させた後の造形品が上の2枚の写真になります。フィラメントを乾燥させるとノズルでプチプチ音もなくなり、造形不良も起こらなくなり精度の高い造形ができるようになりました。

新品の真空状態パッケージでも湿気を吸っている

開けたての新品フィラメントは真空パックになっているため、湿気を吸っていないようにも思いますが、実際に造形してみると、若干造形不良が起きます。

写真、左は開封状態のフィラメントを乾燥させず、そのまま3Dプリントした造形品になります。右はフィラメントドライヤーを用いて70度で1日以上乾燥させた3Dプリント造形品になります。乾燥させていない方は、水分による造形不良が所々にありますが、乾燥させた方は造形不良のないきれいな面が出ています。

結論としてはフィラメントはやはり乾燥が必要です。プラスチック製品を大量生産する射出成型の現場においても、樹脂の乾燥は必ず行うため、高精度な造形を行うためには3Dプリンターフィラメントにも乾燥環境は必須かと思います。

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配線接続部保護カバー作成

wpmaster — Wed, 12 Jul 2023 04:50:20 +0000

とある工業デザイン案件で、内部に入れる機械部品とACアダプターの配線をハンダで接続することになり、接続部分が露出してしまう状態になりました。

水回り部品ということで、水をかぶる可能性もあり、配線むき出しは良くないため、3Dプリンターで即席ケースを作ることにしました。

通常こうした配線は収縮チューブや絶縁テープで被覆すれば良いだけの話なのですが、今回はACアダプターと機械部品どちらかが故障した場合に簡単に交換できるように配線は取り外しできる状態でなければなりません。

更にハンダ接続部分が弱いので、双方の電気配線を引っ張ってもハンダ部分に力が加わらないような配慮が必要です。

弊社はこうした電気電子部品の筐体デザイン製作を得意としている会社ですので、SolidWorksを用いてサクッとデザインしました。金型で大量生産する場合は抜き勾配など大量生産設計を入れますが、3Dプリントの場合はそれが不要なのでデザインも早いです。まさにアジャイルデザイン。

上下二分割のオーソドックスなデザインで上下はネジと六角ナットで固定します。

熱溶解積層方式の3Dプリンターで2時間強で完成。軽量で実用に十分な強度もあります。

ケーブルは入口出口でそれぞれ太さが違うため、ケーブル径に合わせた専用設計ができるのが便利です。

金型を作れば150万円～200万円はしてもおかしくありませんが、3Dプリンターは金型が不要なのでリーズナブルです。

今回のケースの特徴は、双方のケーブルを引っ張っても、内部の脆弱な部分に一切ストレスがかからないことです。
加えて外側にはケーブルを保護するための縁取を付けてケーブルの断線も防ぎます。
ケースに接続部分が入ることにより、水がかかってもショートせず、ACアダプターまたは機械側が壊れても、壊れた部品だけ交換できるように、配線接続部分は簡単に取り外しできるようにしました。

弊社ではこうした簡単な配線カバーや内部に複雑な電子基板や電子部品が入る筐体設計を得意としておりますので、専用ケースなどのご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

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熱溶解積層方式3Dプリンター夏の熱対策

wpmaster — Tue, 11 Jul 2023 00:00:41 +0000

今年の5月に導入した弊社4号機となるMF-1000（MF-1050も含む）ですが、ヒーテッドベッドの性能も良く、温度の上がり方が早いし、ピーク温度も高く非常に優秀な3Dプリンターです。

とある時に造形中にZが上昇せず3Dが継続されるトラブルが発生し、基板のオーバーヒートを疑いました。実はこのトラブル先代の1号機でも発生しており、原因についてはある程度の予測はしておりました。寒い北海道の冬ですらオーバーヒートの症状が出たくらいなので、夏の環境は条件としては最悪です。

写真奥のスチールカバーが触れないくらいの熱さになります。ちなみにこのスチールカバー自体に基板が取り付けられているわけではなく、その奥にあるベースのスチールに基板が固定されており、写真で見えるカバーは単にフタをしているだけになります。そんなフタが熱くなるくらいですから、基板本体の熱は相当なものだと推測できます。

そこで今回はスチールカバーを冷却しつつ、カバー内部の基板に直接風を当てて冷却を行うべく、冷却ファンとヒートシンクを導入することにしました。ヒートシンク用の両面テープを貼り付け

スチールカバーに等間隔に貼り付けしました。今回は正面方向のみ貼り付けておりますが、側面などに貼り付けて、放熱の表面積を稼ぐのもありかと思います。

写真を見ておわかりの通り、下は穴が開いているため、空気を送り込むことができます。

問題は上に穴がないため空気が抜けません。途中電源ケーブルと通信ケーブルの穴があるので、そこから空気が抜けてくれます。

冬場は作業場が1℃程度まで寒くなるため、3Dプリンターの庫内を逆に温めるくらいの感じで、特に熱溶解積層方式ではABSしか使わない弊社は、温めることを重視してきました。しかし今回の4号機はヒーテッドベッドの性能が良く、庫内を温める必要もそれほどなく、夏は基板保護を優先して今回の冷却改造を行いました。

冷却ファンですが、別案件で余っていた120mm12Vファンを昇圧器付きUSB接続で動かしてみるべく、オリジナルケースを3Dプリントして作って見たものの、120mmだと大きすぎて、基板とヒートシンクの範囲を超え、ヒーテッドベッドにまで風が当たってしまい、ボツとなりました。もしファンを使うならば80mm程度のものがちょうど良いかも知れませんので、3号機用の冷却には、80mmファンもしくは、バッテリー内臓の薄型扇風機を取り付けたいと思います。

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バイオガスプラント模型3Dプリント製作

wpmaster — Sun, 09 Jul 2023 23:41:45 +0000

今回はバイオガスプラントを販売するNASKEO環境株式会社様とバイオガスプラントの設置施工を行う角川建設株式会社様からのご依頼で、バイオガスプラントの模型製作のご依頼をいただきました。
プラントは右の写真の用に円形の発酵槽と様々な機器が入っている20フィートコンテナで構成されております。

当初は1/90スケールで模型を製作予定でしたが、3Dプリンターの造形サイズ等を加味して1/60までスケールアップしました。
模型サイズは発酵槽が直径約150mm、コンテナの長さが約100mmとなります。

画像出典：角川建設株式会社様

早速SolidWorksを用いて発酵槽と20フィートコンテナをモデリングしました。20フィートコンテナはネット上に様々なフリーデータが転がっておりますが、今回のコンテナにはオリジナルの換気口ルーバー、社名ロゴ入り看板の設置、3Dプリントを行う上での制限（リアルサイズをそのまま縮尺すると3Dプリントでは表現できない部分）があるため、今回は弊社でイチからデータを作成しております。

特にコンテナドアの開閉部分にはロック機構を始めとする細かな部品が付いています。3Dプリンターの解像度的に無理のない範囲で最低限の脚色施します。
発酵槽も同様に周囲に配置されたパネルを接続するボルトを3Dプリンターで表現できるギリギリの大きさにして配置しました。

3Dプリント（光造形）用のデータを作ります。発酵槽は縮尺しても直径150mmあるため、最大サイズの光造形機であるPhenom-Lを持ってしても1度に2個造形するのが限界です。対してコンテナは中型サイズであるPhenomでも6個でも余裕で同時造形が可能なサイズになります。
写真の通り内部にはサポートという構造物があり、外からは見えませんが、3Dプリント中に屋根の部分を支えて造形が成り立ちます。

3Dプリント完了後の写真、Phenomは構造上逆さまに3Dプリントされるため、逆さまの状態で、表面はレジンが付着しているため、オイルまみれの状態と同じです。
3Dプリント品をビルドプレートから取り外し重さを計測。（毎回3Dプリント終了後に行います）
発酵槽は内部にサポート柱が密に立っている＆ラフトという土台を付けているため、かなり重たくなっています。

3Dプリント直後は重たかった発酵槽もラフトとサポートを除去すると6割程度の重さになり、コンテナモデルと一緒に塗装治具に取り付けし、サーフェイサーを塗装します。発酵槽はグレーのサーフェイサー、コンテナにはホワイトのサーフェイサーを塗布しました。

発酵槽は屋根と壁で色の塗り分けがあるため、マスキングテープを使って塗り分けを行います。

コンテナは塗り分けがないので単色で塗装します。レジンがグレーであるため、隠蔽力が少ないオフホワイトの発色を良くするために、ホワイトサーフェイサーを塗ってグレーを隠蔽してからオフホワイトを塗りました。ちなみにこのオフホワイトは弊社オリジナル調色です。ホワイトとあまり見分けがつかないくらい優しいオフホワイトですが、ホワイトと並べてみると色の違いがよくわかります。
塗装後、企業ロゴを貼り付けて完成です。

発酵槽とコンテナを並べてみた感じです。コンテナには底面があるのですが、発酵槽には底面がないため、サービスで後付けタイプの底面（コンクリートスラブ）を取り付けることにしました。

コンクリートスラブに近い色に調色しつつ見える部分位だけ塗装しました。この時点でお客様に発酵槽とコンテナを発送していたため、全て組み込んだ状態は確認できませんでしたが、発送前に別の底面と発酵槽のハマり具合を確認していたため、ピッタリはまる底面（コンクリートスラブ）が完成しました。ちなみにこの部品は光造形ではなく熱溶解積層方式3Dプリンターにて造形を行いました。

写真提供：NASKEO環境株式会社様

今回の模型は2023年7月6日～10日まで開催される第35回国際農業機械展in帯広にて、NASKEO環境株式会社様ブース内の展示用模型として使用されました。お写真の提供、及びお仕事のご用命ありがとうございました。

角川建設株式会社様
http://www.kadokawa-grp.co.jp

NASKEO環境株式会社様
https://naskeo-biogas.co.jp

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メーカー製造終了の酪農部品を3Dプリンターで小ロット生産

wpmaster — Tue, 18 Apr 2023 04:37:28 +0000

今回のご依頼内容

今回のご依頼は酪農業で使用する部品を複製し、ストック品としていくつか3Dプリントする案件です。

もちろんメーカーで販売している成型品を購入した方が圧倒的に安く手に入るのですが、残念ながらメーカー製造終了品ということで、状態の良い現物を1つお預かりして採寸します。今回は3Dスキャンではなく3D-CADによるモデリングでデータを作ります。

SolidWorksでモデリングされた部品

光造形のための造形データ

本物の材質はガラス入りナイロンと推察、3Dプリントでは同強度が出せない点を依頼者に同意を得て製造となりました。
SolidWorksで基本形状をモデリングし、3Dプリントデータを作成します。ここで重要なのはレジンの収縮を加味すること。今回の部品は他の部品との組み合わせがあるため、ある程度の精度を持たせることです。

3Dプリントの場合、どうしてもオーバーハング部分にサポートを設けなければならないため、上写真の造形データには、細い棒状の構造物が無数に配置されております。

3Dプリントは18個同時に行いました。ガラス入りナイロンの強度は出ませんが、今回はABSライクレジンを使用して3Dプリント。サポートは弊社で取り外し。どうしてもサポート除去面の肌は荒れますが、今回の使用用途には影響しないため、荒れた面でも問題ありませんでした。

納品後お客様から、問題なく使用することができたとのご報告をいただきました。こうした3Dプリンターを使用した、製造終了品を3Dプリントする場合、色々と条件があるため、全ての複製案件に当てはまるわけではございませんが、もし今回のように、部品の復刻や廃盤品の製造希望がある場合は一度弊社までお問い合わせくださいませ。

3Dプリントで複製可能であるか否かの条件

①大きさが3Dプリント可能なサイズであるか否か
弊社で3Dプリント可能なサイズ
光造形の場合：345.6×194.4×400mm
熱溶解積層方式の場合：200×200×170mm

※弊社で対応できないサイズに関しましては、外注で対応させていただきます。

②材質
弊社で3Dプリント可能な材料
光造形の場合：UVレジン・ABSライクレジン（色は白・黒・グレー・肌色・半透明・他）
熱溶解積層方式の場合：ABS樹脂色は白・黒・ナチュラル・他）

※弊社で対応できない素材に関しましては、外注で対応させていただきます。

③表面精度
3Dプリントの場合、積層による等高線が表面に現れる場合（特に熱溶解積層方式）があり、表面の滑らかさが求められる場合、表面の研磨やパテ盛りを行い、成型品のような滑らかさにした商品を納品した事例もございます。

④強度
3Dプリント製品は射出成型品ほどの強度は出ません。今回の案件でも成型品はガラス入りナイロンでしたが、強度が必要ないとのことで、ABSライクレジンを採用していただきました。ABSライクレジンも本物のABSライクレジンではなく、あくまでもABSに類似させたレジンであるため、成型品ABSのような強度はありません。

⑤表面色
通常の3Dプリントの場合、3Dプリント材料の色がそのまま表面色になりますが、必要に応じて弊社で表面塗装を行うことも可能です。

この他にも様々な条件がございますが、3Dプリントで少量生産するメリットは金型費用がかからないだけではなく、短納期でお客様に製品をお届けすることが可能になります。お気軽にお問い合わせください。

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昭和トラックの廃番ウィンカーレンズ3Dプリント

wpmaster — Sat, 25 Dec 2021 00:09:13 +0000

今回は昭和時代のレトロなトラックのウィンカーレンズを3Dプリンターで複製するプロジェクトです。写真のオレンジ色のウィンカーレンズが現存する貴重なパーツで、左右ともに同形状なので、そのままの形状を3Dプリントで製作します。

こういった部品の場合、3Dスキャンで立体データを作成するのが一般的ではありますが、今回の場合、取り付け精度が必要であったり、レンズ内部のリフレクター形状を正確に立体化したかったため、あえて細かな計測により数値化して、SolidWorksでモデリングを行いました。

3DプリントはUVレジンを使用した光造形で行いました。ビス固定用の穴があり、収縮によってピッチが合わなくなることを加味し、微調整を行いました。このあたりの収縮予測はこれまでの経験値や実測値から割り出すため、プロのノウハウが必要になります。

今回はPHENOM L（大型機）で3Dプリントしましたが、ビルドプレートサイズギリギリなくらい大きな造形品です。

UVレジンは透明色を使用。写真の通りサポートが大量についているため、ビジュアル的に凄いことになっていますが、本体は非常に綺麗に造形されており、サポートを裏側にすることによって、外観はツルツルの仕上がりになっております。

重量を計測してみると、55％がサポートとラフトで構成されていることがわかります。二次硬化していないサポートは非常に柔らかくフワフワしております。

本体に405nmのUVレジンを当てて二次硬化を施します。

左右いずれの写真もオレンジのレンズが現存のレンズ、それ以外が光造形で3Dプリントしたウィンカーレンズになります。
写真（左）は二次硬化後そのままの状態で、白濁した感じで透明感はあまりない感じです。
写真（右）は全体にクリア塗装を施したものになります。クリア塗装を施すことにより透明感がでてきれいな仕上がりになります。

内部のリフレクター部分も形状がしっかり出ており、サポート除去痕も目立たず、逆に除去痕があることによって、光の乱反射が起こりやすく、逆に良い作用になっております。
ウィンカーレンズ用のオレンジ塗料もございますが、今回は透明状態のまま納品させていただきました。

3Dスキャンを使わず3D-CADでイチからデータを作成するという非常に手間のかかる作業でしたが、3D技術を使えば、メーカー廃番品など、今や手に入れることができない製品も複製製造が可能でございます。お気軽にお問い合わせください。

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エフェクターケースを3Dプリントで製作

wpmaster — Wed, 22 Dec 2021 02:38:29 +0000

今回の案件はギター等で使用するエフェクターケースのデザインでございます。クライアント様からのご依頼で外観を赤や黄色などのエフェクターらしい派手目のカラーリングにしつつ、誰もが3Dデータをダウンロードして3Dプリントし、オリジナルのサウンドエフェクターを製作できるパッケージを製作したいとのことで、弊社はケースデザインを担当させていただくことになりました。

使用する基板や細かな部品はクライアント様からご提供頂いておりましたので、SolidWorksを用いて部品や基板に合わせたケースをデザインしていきます。今回は量産における金型の使用はないので、抜け勾配などは一切なし、もともとの製品がアルミダイキャストボディですので、樹脂化することにより強度が必要になりますので、ケース内部にリブを立てられるだけ立てて強度を確保しました。エフェクターは演奏中に踏まれますので、可能な限り強度を確保しました。

ちなみに部品は特別なものではなく、全てネットや無線部品屋さんで手に入る一般的な汎用部品で構成されております。基板や内部プログラムにつきましてはブログの最後にご紹介させていただきます。

部品や基板との干渉をしっかりチェックし、3Dプリントに入ります。今回は光造形機を使用しての3Dプリント（肌色）ですが、試験的に熱溶解積層方式3Dプリントでも製作してみました（白）が、精度や表面の仕上がりは光造形が圧倒的に良いです。

今回は表面に塗装を施しますので、3Dプリント後はIPA洗浄と研磨作業を行いました。

クライアント様からのご要望で赤色に塗装を施し、従来エフェクターから基板や細かな部品を夷則しました。

3Dプリント材料は樹脂であるため、造形後に歪みや収縮が発生します。それを事前に見込んだ設計がノウハウになります。上下ケースのはまり具合や、各部品のはまり具合とクリアランス、ネジ関係のクリアランスなど、筐体デザインには加味するべき項目が数多くあります。

部品を全て組み付けて完成したサウンドエフェクターになります。色はユーザーのお好みで変更できます。3Dプリントでの製作になりますので、内部の仕様変更やアップデートにも迅速に対応可能です。

今回のサウンドエフェクターは株式会社北斗電子様のWEBサイトから購入することが可能です。
基板のみを購入し自分でエフェクターのプログラミングを行い、オリジナルのエフェクターを自作することができます。

［株式会社北斗電子様専用サイト］

［北海道大学　青木先生のブログ］

弊社の3Dモデリングはこういった電子部品筐体のデザインを得意としております。金型による大量生産設計はもちろん、3Dプリントによる大量生産にも対応しております。様々な3Dプリント方式に対する設計ノウハウもございます。アイデアの製品化や特許技術の製品化などお客様のニーズに合わせたものづくりをお手伝いさせていただきます。ぜひお気軽にご相談ください。

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