3Dプリント | 株式会社札幌立体データサービス

マンション内ライトカバー3Dプリント製作

wpmaster — Thu, 03 Jul 2025 03:32:46 +0000

廃盤品複製は弊社の得意案件

今回は弊社が最も得意としている複製案件です。
とある札幌市内のマンション内壁面にライトカバーの何箇所か取り付けられているのですが、そのうちの1箇所を、引っ越し業者が誤って破損させてしまい、更にこのカバーは廃盤品でしかも海外から輸入した特殊なカバーのようで、現在入手することは極めて困難ということで、今回3Dプリントで製作できないかご相談を受けました。

マスターモデルは石膏製で割れやすい素材ですが、肉厚が10mm以上もあり、ずっしりとした重さが感じられるものでした。

御見積の段階でクライアント様から採寸写真を送っていただき、仮3Dデータを作成しつつ御見積のシミュレーションを行いました。形状的に3Dプリント可能で、光硬化樹脂で製作しても十分な重さになることが確認でき、お客様から製作のご指示をいただきました。

3Dデータ製作にあたり、破損していない実物1つお借りして、緻密に採寸を行いました。
外観形状は、球面形状であるものの、各所でエッジが立っている形状のため、比較的採寸しやすい形状でした。
SolidWorksでモデリングを行いましたが、マスターモデルは3D-CADからモデリングされたものではなく、手で削ってモデリングされたモデルであるため、どうしてもパラメトリックに真似できない部分が生じてしまいます。可能な限りマスターモデルに近づけるべく、モデリングを行いましたが、再現できないラインが1本だけ発生。
裏側の見えない部分は組み合わせ部品の兼ね合いもあり、寸法と形状の再現性を追求してモデリングを行いました。

ちょうどPhenomLで造形可能な大きさで、通常このような大きな造形品をプリントした後は例外なく写真撮影を行うのですが、何故か今回は写真撮影を行っておらず、さらには塗装後の完成の写真撮影すらしないまま、納品してしまうという、筆者泣かせな仕事をしてしまいました。というわけで3Dプリントデータ写真掲載で代用させていただいております。
内部はサポートだらけで、しかもワークサイズの大きさに比例してサポートが太いので、3D造形後のサポートの切断がとても大変でした。

今回白いレジンで3Dプリントを行いましたが、表面をつや消しホワイトで塗装しました。マンション内でも陽に当たる場所であれば、黄ばむ可能性があるため、綺麗な白をキープするためです。その塗装のために塗装治具まで3Dプリントで製作。形状的に重心バランスが取りづらいため、3D-CADで重心バランスも見ながら、治具づくりができるのはデジタルファブリケーションの大きなアドバンテージです。

ということで、納品後にクライアント様にご協力いただき、比較写真と取り付け後の写真をご提供いただきました。クライアント様のご協力に深く感謝申し上げます。左＝既製品、右＝3Dプリント品

今回マスターモデルは石膏製で、複製品は光硬化樹脂製で素材は異なりましたが、製品の重量感はほぼ同じで、光硬化樹脂製でありながらかなり重量があり、実際3Dプリントを行う際にはモデルに加え、ラフトやサポート材も含まれるため、さらに重くなりますが、何千回もリフトする弊社の光造形機のパワーを思い知らされました。

モデル自体がかなりの重量を持つため、塗装作業にも相応の工夫と体力を要しました。

表面特性も似ていて、マスターモデルの石膏も今回の光硬化樹脂も似ている快削性があり、サンドペーパーで簡単に形状を整えることができます。
クライアント様から「想像以上の仕上がりに満足しております」というお言葉をいただきました。

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タイ様式の神像台座「瑞蓮台」完成

wpmaster — Fri, 06 Jun 2025 10:12:36 +0000

今回デザインする台座は仏像台座ではなく神台座

今回の台座はいつもの仏像台座ではなく神が鎮座される台座です。タイで特別な神像を拝領されたクライアント様からのご依頼で、神を鎮座させる一点物台座を新たにデザインします。タイ由来の神像ですので、台座もタイ様式のデザインを採用して親和性と統一感を意識し新たな台座をイメージしました。

外観基礎デザイン

まずは筐体のおおまかな形状を決めて、装飾をイチからモデリングしていきます。
タイ様式と日本様式で共通する部品もあり、伝統的な蓮弁や反花は、形状違いで存在しています。
細かな装飾が散りばめられ、全体的に多くの装飾を配するため、装飾のモデリングだけでかなりの時間を要しました。

装飾と筐体本体の合体

以前「巨大水晶用台座制作」でもご説明した通り、装飾のデザインはスカルプト系モデリング3D-CADを使い、台座本体筐体のモデリングはパラメトリック3D-CADを使いつつ、最終的にはパラメトリック3D-CAD上で合体させます。

3Dプリント

台座を上下2分割して、2台の3Dプリンターで造形を行いました。
各2kg合計4kgのレジンを使い、造形範囲をフルに使っているため、非常に重たい造形物となりました。

この重たい造形物を支える造形機のアーム部分の強度が優秀ですが、光造形機のY軸範囲は、このアーム強度に比例し限界があるため、どうしてもY軸範囲が狭くなりがちなのは、SLA方式、DLP方式、MSLA方式で共通の課題です。

造形後の仮組み

3Dプリント完了後はレジンの洗浄と二次硬化を行います。
洗浄はIPA（イソプロピルアルコール）を使い3段階で行い、二次硬化は水中方式を採用しています。
写真では画像加工で隠しておりますが、造形に必要な形状を各所に入れて、外観不良が起きない工夫が施されているため、実際はここまで完成形に近いものではありません。

平面研磨作業

樹脂である以上硬化の際には多少の残留応力により、反りや歪が発生するため、平面部分にパテ盛りして研磨を行います。

パテが余計なところに付着しないようにマスキングを施し「プラダクシャナー用お釈迦様台座制作」の回でもご紹介したイサム塗料の2種類のラクーダパテを使ってパテ盛りしていきます。

研磨を終えて表面にフィラー塗装を施します。表面形状複雑さから研磨ができないことを考慮するとフィラーがベストチョイスです。凹凸を埋める能力がピカイチです。

追加装飾製作

台座上下を接続するステンレスボルトが8本入るのですが、そのザグリ穴を隠すための装飾を追加で製作しました。
こちらも専用の塗装治具を作ってゴールド塗装を施し、二液硬化式ウレタンクリアを複数回塗りしてツヤツヤに仕上げました。

組み立て

台座本体上下の塗装が完了し、上下それぞれの面に高級人工皮革であるウルトラスエードを貼り付けた状態です。

複雑に入り組んだ形状への塗装は難易度が高く、スプレーガンの塗料が角度的にどうしても当たらない部分がありました。さらに塗装対象物が重いため、様々な角度に振り回しながらのスプレー作業は非常に苦労しました。

フィラー塗装は1回目の後に研磨できる部分を研磨して平滑化してから仕上げの2回目を行い、ゴールド塗装1発塗りした後、クリア捨て吹きしてからの本吹きでツヤツヤに仕上げています。

クリアはある程度厚塗りしないと、他の面を塗装中に塗装の粉が付着して（弊社塗装ブースの狭さが原因と思われる）外観不良になりますが、厚塗りしすぎると垂れが発生しますので、さじ加減が難しいところです。シンナー比率を低くして粘度を高めつつ垂れを防止しますが、とにかく面構成が多いため、クリア塗装が一番難しいです。

完成

ついに弊社初となるタイ様式の神像用台座が完成しました。

そしてこの台座の名前は「瑞蓮台」という名前に決定しました。
タイ語名：ฐานดอกบัวมงคล (ターン・ドークブア・モンコン)

この名前はAIに完成写真をアップロードして、タイ様式の台座に名前をつけて欲しいと頼んで、5つの候補をいただき選んだ、第1候補名前になります。
AIは写真から台座の特徴を読み取り、台座の特徴を以下のように捉えてくれました。

金色で豪華な装飾（唐草文様と蓮風のレリーフ）
重厚感ある多層構造
タイの王宮や寺院に見られる伝統装飾様式
彫刻が精緻で神聖な雰囲気

お客様から実際にご使用いただいているご報告

お客様からお礼のお言葉とお写真が送付されました。
ガルーダ神が鎮座しております。
左写真ではレンズ効果で下が広く上が狭く見えますが、実際は右写真のように台座底面の幅よりもガルーダ神の広げた羽根の方が広いですので、上下バランスも良いかと思います。

当初はお客様からのご依頼で一点ものの台座を製作予定でしたが、師匠の阿闍梨からこれからタイで特別な神像・仏像を拝領する方々のためにもこの台座を作ってみてはどうか、というアドバイスをいただきましたので、謹んで制作することに決定いたしました。

今後この瑞蓮台により、多くの神々神聖な存在の皆様がより大きなパワーに満ち溢れますように。そして多大なる尊敬の念を込めてお作りいたします。

ご注文いただきましたお客様とご指導いただきました阿闍梨に感謝申し上げます。合掌

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プラダクシャナー用お釈迦様台座制作

wpmaster — Sat, 31 May 2025 22:00:51 +0000

プラダクシャナーとは

今回の台座はお釈迦様像が鎮座される重要な台座になります。寺院で使用される台座ですが、常設される台座ではなく五大行事の際、外にお釈迦様像をお祀りする際に使用する台座になります。

外にお祀りされたお釈迦様の周りを、竹線香、花、ロウソクを持って3周まわる儀式を行います。この儀式をプラダクシャナーといいます。今回の台座はプラダクシャナーの時に使用する専用台座ということでご注文頂きました。

ラフモデリング

内部の詳細設計抜きにして、まずは外観のラフ設計を行います。今回も特別な仏像台座ということで、装飾デザインもイチから製作しますので、装飾部分はベースだけの仮の状態です。

大きさ決定し、細部には神の数値を使いつつ、全体のバランスを見て外観を決定していき、決定後は二次元の図面に落として、クライアント様寺院に見ていただき、修正点があれば修正し改良を施していきます。

サイズ的に弊社の3Dプリンターに入るサイズではないため、今回は2分割合体方式で製作します。3Dプリントにおける分割合体方式は、反り、歪み、収縮があるため、簡単な方式ではなくむしろ合体が難しくCAD上で設計した通りの組み立てができないのが普通です。しかしこの反り、歪み、収縮に対して長年の経験から対策していけるのが弊社の強みです。

そして前回の巨大水晶台座での成功事例から今回も装飾は全て金メッキを採用することに決定しました。塗装による金のボディーに、金メッキの装飾の組み合わせは、どうなるのか製作まえから楽しみな色の組み合わせでした。

詳細設計と装飾モデリング

ラフ設計から内部の詳細設計に入りました。

前回の巨大水晶台座ではメインボディーを木工で製作したため、この作業は無かったのですが、今回は光造形3Dプリンターで製造するため、3Dプリンターに合わせた固有の設計を内部に詰め込みます。

内部設計は見えない部分の設計でありますが、非常に時間が必要です。この内部設計の良し悪しで3Dプリントの結果が大きく変わり、後処理の手間も変わってきます。それくらい3Dプリンターによる造形は癖があるのですが、長年のノウハウで全て対策が可能です。

装飾のモデリングにも多くの時間を費やしました。装飾のモデリング手法につきましては前回の「巨大水晶台座製作の記事」で紹介しましたので今回は割愛させていただきますが、前回と同じく弊社の装飾デザイナーがイチから装飾を手書きして3D化、パラメトリック3D-CADで合体させて全体のバランスや干渉チェックを行います。

光造形によるメインボディー筐体製作

メインボディー筐体の3Dプリント完了時の写真です。見た感じ一体造形しているように見えますが、裏側半分はありませんので、もう一度同じ物を造形して、背中同士で接合して一体化させます。

写真の部品は下側のメインボディーで、この上に天板部品がのりますが、天板部品も2分割で造形して合体させるため、今回は大きく分けて4つのピースの部品で1つの台座を作るイメージです。接合は全てステンレスのボルトナットを使い、接合境界線は全てパテで平滑化します。

パテは最近よく使いますので、板金業界でよく使用されているイサムのパテを入手してみました。

イサム製品は、札幌市内の大手ホームセンター数種類を問い合わせても取り扱いがなかったため、商社に出向き業販で直接仕入れました。

今回は120番と180番の2種類を採用、120番は10mm以下の盛り量、180番は2mm以下の盛り量で使用するようです。今回は荒盛りを120番で行い、仕上げの巣穴埋めで180番を使うことにしました。ちなみに20mmくらい盛りたい場合は80番もありますし、それ以上盛りたい場合はファイバーパテという商品もあり、ラクーダパテシリーズは使用用途によってラインナップ豊富です。

ラクーダパテを初めて使用するので、探り探り使ってみましたが、印象としてはかなり粘度が低めのパテであると感じました。そして硬化速度が鬼のように速い。これまでは「パテ革命モリモリ」を使用してましたが、モリモリは粘度高めで壁に厚盛りしても垂れることはありませんでしたが、ラクーダパテは壁に厚盛りすれば垂れるレベルで粘度が低めです。

モリモリでは硬化に数時間かかりましたが、ラクーダパテは6分間くらいしか盛る時間がないため、パテを大量に作ってゆっくり盛り付けて作業することはできません。車の板金作業ではこの時間感覚は便利かもしれませんが、今回のような繊細な盛り付けには、かなり使いにくいパテという印象です。しかしながらパテとしての性能は非常に高く、少量パテを作って、盛ってを繰り返す作業は面倒ですが、盛り終わった直後から切削作業に入れるので、作業時間はかなり短縮できます。

装飾の3Dプリントと洗浄作業、二次硬化作業、研磨処理が終わり、メインボディー筐体に仮合わせしている写真です。

未塗装の状態ではありますが、グレー色は形状確認しやすいので装飾の美しい凹凸が際立って確認できます。

側壁窓の穴あけ作業のために、ケガキ線を入れます。

普通に見れば穴を開けた状態で3Dプリントを行えば良いと思いますが、分かる人には分かる理由であえて穴を開けずに3Dプリントを行い、わざわざ手作業で穴を開けています。こうした判断も造形ノウハウなのです。

時間を費やした表面処理作業

パテ盛り＆研磨作業の写真です。今回は120番2回、180番2回の合計4回盛りで仕上げております。

サーフェーサー塗装前の仮組みの様子です。

これから装飾を外注のメッキ工場でメッキするので、今のうちに装飾との嵌合を確かめます。

神は細部に宿る妥協しない職人のこだわり

安定した状態で塗装できるように、専用の塗装治具を3Dプリントで作りました。大きさが大きいので、この治具を作るだけで数日かかったのは言うまでもありません。

実際に塗装物を装着した状態で逆さまにしても落ちないくらい、塗装中にどんな角度に振り回しても安定する治具を設計したため、塗装中の安心感が高いです。

通常1点物を製作するときは汎用塗装治具を使うのが定石ですが、特別な台座製作ですので、時間と費用度外視で専用治具を作りました。もちろん製作後は廃棄予定。

実際に塗装治具にのせた状態。

塗装中に治具が折れないようにリブを入れて強度を出しつつ可能な限り軽量化できるようにデザインしましたが、物が大きいので、片腕でこの大きな塗装物を持ちながら、スプレーガン塗装するのはなかなか筋力を必要とする作業でした。

特にウレタンクリア塗装は時間との勝負ですので、休憩を入れずに塗装し続けたのが、なかなか大変でした。

マスキングテープを使っての塗り分けは普段行わないのですが、今回は底面と天面に追加でウレタンクリアを追加塗装しています。

ちなみにこの面はスエード生地を貼り付けるので見えなくなる部分であるにも関わらず、こだわって塗装してしまうのが職人魂です。

そのスエード生地がこちらのウルトラスエードという高級車にも使われる100％人工レザーです。

日本版のアルカンターラといったところでしょうか、アルカンターラはイタリアですが、ウルトラスエードは日本の東レが製造する高級調人工皮革で、お値段もかなり高価です。

従来はフェルト生地を使用していましたが、前回巨大水晶台座製作の際に、木工業者がウルトラスエード紹介してくれまして、気に入ってしまったので以後特別な台座にはこのウルトラスエードを採用しています。

一番肝心な装飾製作

前回の巨大水晶台座同様、装飾は全て仏具金メッキを施します。

今回もメッキ部品は48点、細かな部品には全て専用の塗装治具を作り、下処理としてウレタンブックでツヤツヤに塗装してメッキ業者に送ります。

メッキ業者から戻ってきた装飾パーツ48点、今回は1発で完璧な状態のメッキが施されており、非の打ち所のない仕上がりに満足です。

組み立て作業

台座本体も金色になり、装飾も全て揃いましたので、あとは組み立てるだけです。

組み立ては簡単そうで正確な位置に取り付けるために、取り付け治具を製作し、嵌合調整が必要な部品もあり、それに伴う養生作業を加味すると組み立てだけで数日かかります。

この写真はまさに装飾の嵌合調整を行っています。ヤスリを使用しての切削作業があるため、細かく養生マスキングをしつつ作業しています。

3Dプリンターによる積層模様も、表面を金色＆ウレタンクリアで閉じ込めることにより、装飾として扱えるレベルで綺麗な模様になります。

48個の装飾の内40個を取り付けて、残り8個の装飾を取り付ける前の状態。最終段階ですので緊張感のある作業です。

全ての装飾が取り付けられ完成しました。金色のメインボディーに金メッキの装飾の組み合わせも非常に相性が良く。塗装面の艶と、装飾の金メッキ光沢の相性は非常に良いです

専用のアクリルカバーも設計

今回の台座は屋外で使用することを想定しているため、雨天時に台座に鎮座するお釈迦様像に雨風が当たらないように、専用のアクリルカバーも設計しました。

このカバーに関しては設計だけ弊社で行い、製造は外注のアクリル加工業者にオーダーして、2週間程度で完成。

実際に完成したケースは撮影を失念して、クライアント様へ発送してしまったため、実物画像はありませんが、きれいな仕上がりのアクリルカバーも無事納品できました。

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ムチャから作られた仏像用台座製作

wpmaster — Wed, 21 May 2025 11:25:12 +0000

今回の台座に鎮座する存在とは

今回製作する仏像台座は、ムチャから削り出された仏像用の台座です。ムチャとは、天然にあるものが石化し神聖化した物体のことです。私がこれまで拝見してきたムチャの例を挙げると、亀、キウイ、鶏の卵、米などがあります。ムチャの中にはスピリッツなどの神聖な存在が宿っており。丁重にお祀りする必要があります。
ここまで聞くと雑誌ムーのようなオカルト的な感じに聞こえるかもしれませんが、こちらはオカルトではなく全てが本当の話です。
今回お祀りされる仏像のムチャは、タイ国ナコンサワンにあるとある修道院から、採掘された、米のムチャを削り出して製作した仏像になります。そしてこの米のムチャは20億年前の米になり、修道院に行けば誰でも見ることができます。人類の歴史からすると信じられないことかもしれませんが、現在の史実では記録されていない時代にも、人間は存在しておりました。
そして仏像に関して詳しい話をすると長くなりますので、割愛させていただきます。

実際に筆者は2025年5月現在、この修道院に過去3度足を運んで実際に米のムチャを見ています。またこの修道院のFacebookページに出土した時の様子や、ムチャから加工された仏像や剣の写真も掲載されております。

鎮座される仏像の素材、そして、その仏像そのものが、特別な存在であるため、今回は弊社がこれまで製作してきた、仏像台座の中で、フラグシップモデルとも言える台座を作ることを決めました。装飾を含めデザインに数ヶ月、構造設計を経て全体3Dデータが完成いたしました。
弊社の光造形機の最大サイズを基準に、大きさを決めていき、装飾のほとんどはイチからデザインを起こしました。

例えば、敷茄子のデザインは4年間二次元的なデザインでしたが、今回はより三次元的で立体的で芸術的なデザインをモデリングしました。

蓮盤にはこれまで文字のみが掘られておりましたが、文字を囲み込むように、花の装飾を入れました。蓮盤そのものの体積も大きくし、全体から見て、迫力のある台座をデザインしてます。

また柱となる部分も三次元的なデザインをイチから起こし、より有機的なデザインになっています。

上框座、蛤座、二重下框座部分もこれまで最大で3段3種類の装飾だったものを、4段4種類の装飾を配置して、装飾も改良または新規作成でデザインしました。
これまでの八角台座は角にRを設けて丸付けをしておりましたが、今回はあえて丸漬けを行わず、各所にエッジを立てて、ピン角でデザインしてます。

これまで最大サイズの八角台座と比較しても、今回の台座はかなり大きくなっていることがわかります。またこれまでは水晶用の台座であったため、座面には穴がありましたが、今回は座面をフラットにし、蓮の花のデザインを入れています。これは日本の伝統的な仏像台座と同じ形式です。

台座全体のサイズとしては、幅奥行き高さともに全て200mm弱、重さは3キロ強となっております。非常に見た目以上に重厚感がある台座となりました。

そして今回の台座は、台座の下に更に専用四角台座があり、こちらとセットで、台座をご使用いただくと、鎮座する仏像がより高い位置になり、より丁重にお祀りすることが可能になっております。

四角台座に配された装飾も非常に細かい装飾となっており、12枚の装飾板を金メッキの釘で打ち付け、装飾盛りだくさんの台座となっております。

実際にご注文いただいたお客様から、喜びの言葉と写真が届きました。

製作過程写真

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さっぽろ雪まつり大雪像製作に関わる3Dスキャンをさせていただきました

wpmaster — Tue, 20 May 2025 08:54:40 +0000

今回のビジネスブログは、札幌の冬のビッグイベントさっぽろ雪まつり2025の大雪像製作のお話です。
毎年陸上自衛隊の皆さまが製作する芸術的大雪像ですが、今回弊社は3Dを用いてこの大雪像製作に関わるお仕事をさせていただきました。
今回関わらせていただいたのは、毎年最も注目を集める4丁目会場の大雪像です。

雪像職人の後継者不足問題

大雪像は会場ごとに製作する組織は違いますが、陸上自衛隊のみなさんが製作されていることは有名です。陸上自衛隊の皆様の巧みな製作技術に支えられてこの大雪像が毎年誕生するのですが、陸上自衛隊内の雪像製作職人の後継者不足と技術伝承の課題が出始めています。このままでは素晴らしい技術を持った雪像職人が年々引退し、現在の技術レベルが保てなくなることを危惧し、それを解決しようと発案してくれたのが、今回のクライアント様です。

技術伝承問題の解決策

従来の雪像製作手法は、事前に1/40スケールの模型（模型幅500mm）を作成し、雪像製作現場に模型を持ち込んで、模型を見ながら雪を削って雪像を作っていく方法になり、正確な投影図面が無い状態で雪像製作を行うため、模型と実際の雪像にズレが生じ、削る部分の寸法がわかりにくい。
自分が削っている場所の座標がわからない状態で削るため、模型とのズレが生じてしまいます。しかしこれまでは陸上自衛隊雪像製作の匠の技、長年の経験と勘で位置決めを行い削り出していくという、まさに神業的な技術に支えられて雪像が製作されていました。

そこで今回、弊社はこの1/40スケール模型を事前に3Dスキャンし、3Dデータをクライアント様にお渡しして、クライアント様で二次元の投影図面を作成して、更に現場の職人がわかりやすいように、図面内を1メートル角に区切ることにより、削る位置がより明確になり、模型と実物のギャップを埋めつつ、若手職人でも作業しやすくなるように、改善を行うという作戦です。

雪像模型3Dスキャン

今年の4丁目会場大雪像は「転生したらスライムだった件」略して「転スラ」です。

大雪像の雪像模型は毎年事前に報道陣に公開されます。公開前日に陸上自衛隊真駒内駐屯地に訪問させていただきまして、本番前のテストスキャンを行わせていただき、スキャン精度を確認し翌日、報道陣に公開後の雪像模型を、札幌市内某所で3Dスキャンしました。

社内での3Dスキャンデータ修正

3Dスキャン時に、スキャンとは別に写真も細かく撮影し、3Dデータと実際の模型との形状ギャップを確認し、形状が細かく出ていない場所については、形状を修正、場合によってはモデリングし、模型の形状に限りなく近づけました。

修正後の3Dデータ

修正後の全体3Dデータです。

ヴェルドラの鱗の表現など忠実に再現されています。

ヴェルドラ裏には人が昇り降りできる階段まで再現されています。

完成した二次元図面データ

投影時にパース表示を無効化して、正面、側面、上面の図面を出すことにより雪像内部の部品の位置関係がわかりやすくなりました。（図面提供：クライアント様）

3Dプリント模型

今回は完成した3Dデータから3Dプリント模型も作成納品いたしました。雪像ということで、白い材料で3Dプリントしましたが、ディテールをハッキリ見せるならグレーの方が良さそうです。白は凹凸がわかりにくいので、3Dデータ的にはハッキリしているのに、見た感じディテールがハッキリ見えない感じになりました。次回は改善いたします。サポートの配置は全てキャラクターや建物の裏に来るように配置しました。模型スケールは1/100で、幅200mmとなります。サポート除去が非常に大変でした。テレビ塔の先端部分が折れてしまったので、再生復元して納品いたしました。

雪像製作現地視察

この日は特別に製作現場内に入らせていただき、建設中の雪像を見せていただきました。
これまで模型から3Dデータを作って、画面の中で何度も見てきた雪像でしたので、その形状が幅20メートルにもなる大雪像として目の前に現れた時には、非常に感動しました。
未完成の段階でも感動しているので、完成したらどれだけ感動するか。楽しみです。

会場の片隅に陸上自衛隊製作模型が置かれていました。やはり表面色が淡いグレーの方が形状がきれいに見えますね。来年の改善点とします。

雪像完成後のオープン前日視察

さっぽろ雪まつり開催日前日、完成したての転スラ大雪像を拝見させていただきました。

完成直後が最も美しい状態とされており、このタイミングで大雪像を間近に見られるのは非常に貴重な体験です。
会期は8日間ありますが、途中で雪が積もったり、暖冬で溶けたりしますので、一番のベストコンディション状態の雪像を確認！したかったのですが、筆者がたまたま海外出張で不在だったため、スキャン担当者に代わりに写真を撮ってきていただきました。
写真で見てもそのディテールの細かさが伝わってきて、模型よりも更に形状が細かくて繊細で、フルスケールだからこそできる形状表現があるのだと改めて勉強になりました。やはり長年雪像製作をしている陸上自衛隊の造形スキルは神業です。

今回さっぽろ雪まつりのメインとなる大雪像製作の一部に関わらせていただき大変光栄でした。
来年も是非よろしくお願いいたします。

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新発見!?UVレジンがABS樹脂を溶かす現象を確認

wpmaster — Wed, 28 Feb 2024 15:09:29 +0000

きっかけはロートスタンドに溜まったレジン

弊社では光造形機の段取りの際に、ロート（じょうご）を使ってレジンバット中のレジンをボトルに移動します。使用後のロートにはレジンが付着しているため、そのまま置いておくと下にレジンが垂れてしまうため、ロートスタンドを3Dプリンターで自作して、ロートから垂れるレジンをキャッチしておりました。スタンドに溜まったレジンは定期的にストレーナーで不純物を取り除き、回収再利用しておりました。

このレジンスタンドを最初に作ったのが2021年12月でした、それから月日が経ち2年2ヶ月後2024年2月に、スタンドが座屈していることを確認しました。実はその2ヶ月位前から、元々硬かったレジンロートの側面、特にレジンに当たっている部分の外側のABS樹脂がふにゃふにゃに柔らかくなっていることを確認していました。

もちろん側面のみならず底面も元々2mm程度の厚みがあったのに今や0.5mmもないようで、指で押すと穴が開いてレジンが漏れてきそうな勢いです。内側でレジンが溜まっている部分だけが脆弱化しているだけで、レジンが溜まっていない部分（上の方）は元々のABS樹脂の強度そのままです。

新たに作り直しました

上記の通りロートスタンドが座屈してしまったため、新しいロートスタンドを3Dプリントしました。
従来のロートスタンドでは下にたまるレジン容積が小さかったため、今回は高さを増加しレジン容積を増やしました。これでまた2年くらいは使えるかと思います。

化学的原因はあるんだろうけど

今回の光硬化樹脂UVレジンが、ABS樹脂を溶かすという現象を軽くネットで調べてみたいのですが、全くヒットしませんでしたので、この現象は新発見なのかもしれません。再現実験するにしても2年の歳月がかかりますし、原因がわかったところで何の約にも立たないのですが、恐らく化学的な反応でレジンがABSを溶かしていることは推察できます。どなたか化学に詳しい方いらっしゃいましたら、仮説をご教授いただけましたら幸いでございます。

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3Dプリンターを活用したものづくりについて講師をさせていただきました

wpmaster — Mon, 26 Feb 2024 15:00:26 +0000

コロナ明け4年ぶりのリアルセミナー

前回のブログでも告知させて頂きました通り、2024年2月8日釧路工業技術センターにて開催された「3Dプリンター活用実践セミナー」でセミナー講師をさせていただきました。
釧路市内から学校や企業様々な業種の方々にお集まりいただきまして、釧路市のみならず、弊社と同じ札幌の企業様も来場されていました。今回はコロナ明け初の4年ぶりリアルセミナーということで、久々にフェイストゥフェイスで顔を見ながら充実した内容のセミナーを行うことができましたので、本日はその報告ブログになります。
実は釧路工業技術センターでのセミナー講師を行うのは今回で2回目で、前回は2017年3月でしたのでちょうど7年ぶりのセミナーとなりました。

7年前のセミナー内容は、3Dプリンターがどのようなものであるか、どのような種類があるのか、そして3Dプリンターを使用したビジネスの具体的な事例をご紹介しつつ、今後の展望や市場規模などについて、お話しさせていただきました。
そして今回発表させていただいた内容は「3Dプリンターを活用したものづくりについて」です。弊社がこれまで10年以上3D-CADや3Dプリンターを使ってどのようなものづくりを行ってきたのかを、ご紹介できる範囲でご紹介させていただきました。
具体的な内容としては、工業デザイン事例、2Dの3D化事例、3プリントによるアディティブマニュファクチャリング事例、3Dモデリング事例、弊社のハードウェア＆ソフトウェアのご紹介、弊社がデジタルファブリケーション化した仏像台座製造について、3D-CADのパラメトリックとノンパラメトリックの融合、3Dプリントの失敗事例、自社製品ネット販売事例、などを紹介させていただきまして、予定時間の60分を若干過ぎてしまうくらい内容盛りだくさんでした。

続きまして、大阪のジェービーエムエンジニアリング株式会社のセミナーです。
以前存在していた紙の3Dプリンターの日本総代理店だった時のお話（製造元のベンチャー企業が販売をやめた時の話）、金属光造形機Meltioで使用するスライサーソフトが弊社でも使用しているスライサーソフトで驚いたり、セミナーのメイン内容である「一気通貫」に関する内容が非常に勉強になりました。

最後に釧路工業技術センターから、センターが昨年導入した3Dプリンター「AGILISTA-3200」のご紹介がありました。
AGILISTAはキーエンスのロングセラーモデル3Dプリンターです。3200の造形範囲はA4サイズ×H200mm。
センターでは時間貸しでの貸出を行っており、誰でも利用することができます。

3Dプリント品の展示

今回は同会場で3Dプリント品の展示も行わせて頂きました。（もうちょっと品数あっても良かったですね）
実際に弊社で製作した仏像台座や、内部にワンボードマイコンや液晶タッチディスプレイを搭載した電子デバイス（筐体や内部の部品を3D-CADでデザインして3Dプリント＆塗装）プラント模型等を展示。
仏像台座や仏具関係は、実際に持ってみるとその重さに驚く方がいらっしゃいました。みなさんは3Dプリント品といえばプラスチックをイメージされているかもしれませんが、弊社は単なるプラスチックではなく、堅牢かつ丈夫で重厚感がある製品として光硬化樹脂を活用しておりますので、安価なプラスチックイメージとは違い、見ても触っても樹脂製品とはわからない工夫が組み込まれております。

続きまして、ジェービーエムエンジニアリングさんの3Dプリント展示品です。
まずは金属光造形機であるMeltio M450で3Dプリントされたものです。
Meltioの特徴は、粉末の金属光造形機ではなく、熱溶解積層方式3Dプリンターのように金属ワイヤーによる材料供給で金属光造形を行っているようです。しかしベースプレートが必要な点、3Dプリント後にマシニング加工による仕上げ工程が必要である点は粉末タイプと一緒です。
粉末の良い所はサポートが必要ない所ですが、ワイヤー供給で造形を行うとオーバーハング部分にはどうしてもサポート構造物が必要な気がします。（この点について質問し忘れました）
金属ワイヤー供給方式の良い点は、圧倒的メンテンナンス性や段取りのしやすさです。実は私も起業前に粉末焼結タイプの金属光造形機のオペレート業務経験があり、金属粉末の地理扱いの難しさは身にしみて理解しております。
そして近年は材料の進化によって少なくなったというベースプレートの反り問題。金属光造形は溶接ですのでワーク内部に残る在留応力をいかに除去するのかが肝です。

熱溶解積層方式3DプリンターのCUBICONも2台展示されて、実際に3Dプリントデモンストレーションが行われておりました。昔はストラタシス社所有パテントのせいで他社が製造できなかったエンクロジャータイプの熱溶解積層方式3Dプリンターも、2021年に特許期限切れにより、今はこうして普通に色々なメーカーが作れるようになりました。これによってABSなどの反りや変形が出やすい樹脂の3Dプリントの問題も多少は解消されることでしょう。

CUBICONで3Dプリントされた造形品の数々が展示されてりました。（弊社もこれくらい展示品を持っていけばよかったですね）
中でも注目は、工場で使用される加工用治具などに熱溶解積層方式3Dプリンターが活用されており、樹脂であるため金属と比較して強度がないが、それを逆手に取り、金属で掴むとダメージをくらうような被削物を、樹脂製のチャックで掴んで旋盤加工するなどの実例があるとのことでした。また樹脂製の治具に耐久性は求めず、1回限定で使う場合はこの強度で十分な場合が多いようで、微妙な角度の違いなど、多品種に柔軟に対応できる3Dプリンターは治具製作に重宝されているとのことでした。

更に3DスキャナーであるEinScanの実機スキャンデモンストレーションも行われておりました。スキャン後のごみ取りや穴埋めも簡単で精度良くスキャンできておりました。

謝辞

今回は釧路工業技術センターから貴重な機会を頂きまして、4年ぶりとなる3Dプリンター関連リアルセミナーができたこと非常に嬉しく思います。やはり人前でセミナーするのは楽しいですし、質疑応答で色々な質問をして頂きまして、講師として色々と得るものが多かったです。ご来場していただきました皆様、そして釧路工業技術センターの皆様、ジェービーエムエンジニアリングの皆様、誠にありがとうございました。
弊社はこれからも3D-CAD、3Dプリンター、3Dスキャナーなど3D関連の啓蒙活動、これらに関係するセミナーを行っていきますので、何かございましたらお気軽にお問い合わせ頂ければと思います。

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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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