3Dプリンターを使って作りたいモノをプリントするにはSTL形式の3Dデータが必要になります。

STL形式の3Dデータは
3D CADを使って自分で作成したデータをSTL形式の3Dデータに変換したり、
他の人が作成したSTL形式の3Dデータをダウンロードしたりして用意します。

3D CADは、FUSION360が個人の非商用利用であれば無料で利用でき、
3Dデータのダウンロードサイトから無料や有料でダウンロードすることができます。

今回は3Dデータのダウンロードサイトから無料でダウンロードをしてプリントをしてみます。

使用しているプリンターはPrusa i3 MK3Sです。

こちらのページに特徴など書いてあります。

ダウンロードサイトから無料ダウンロード

3Dデータのダウンロードサイトから無料でダウンロードします。
今回は海外サイトのThingiverseを利用します。

サイト上部の緑枠部で検索をします。
橙枠部では検索条件を設定をすることができます。

thingiverseの検索

条件設定には期間の選択

thingiverseの検索条件過去の人気

ジャンルの選択

thingiverseの検索条件ジャンル

フィルター設定をすることができます。

thingiverseの検索条件フィルター

直近30日間の1番人気3Dデータをダウンロードしてプリントしてみます。
緑枠部をクリックします。

thingiverseトップページ

ダウンロードしたい3Dデータを選択したら
緑枠部のすべてのファイルをダウンロードをクリックします。

thingiverse人気ダウンロード2

ダウンロードをクリックするとダウンロードが開始されます。
緑枠部にライセンス情報が表示されるので確認します。

thingiverseダウンロード時に著作権の確認

ライセンス情報の詳細はhttps://creativecommons.jp/licenses/で確認ができます。

今回ダウンロードした3Dデータは

thingiverseを利用するときのライセンス

原作者のクレジット(氏名、作品タイトルなど)を表示することを主な条件とし、改変はもちろん、営利目的での二次利用も許可される最も自由度の高いCCライセンス。

となっているので原作者のクレジット(氏名、作品タイトルなど)を表示します。
表示する情報はダウンロードファイルにあります。

ダウンロードしたファイルは緑枠部のZIPファイルなので
解凍して橙枠部のファイルフォルダーを開きます。

thingiverseでダウンロードしたファイルを解凍

ファイルフォルダを開くと

  • files
    STLファイルの3Dデータ
  • images
    モデルの画像
  • LICENSE
    ライセンス情報
  • README
    クレジット

があります。

thingiverseでダウンロードしたファイルの中身

これでプリントに必要な3Dデータが用意できました。

3DデータをGコードに変換

3Dデータが用意出来たらスライサーというソフトを使ってプリントする条件を設定してGコードに変換します。
マシニングセンタでいうCAMみたいなソフトです。

Gコードって聞くとG00早送りG01切削送りが出てきますが、3Dプリンターを動かすNCプログラムみたいですね。

Prusa SlicerのNCプログラム

今回使うソフトはPrusa Slicerというソフトで、自分の使っている3DプリンターPrusa i3 MK3Sを制作している会社のソフトで無料で利用ができます。

互換性があったりするのか分かりませんが、3Dプリンターを購入するときはスライサーソフト込みで検討する必要があります。

ソフトをインストールするとデスクトップ画面にアイコンが表示されるので

Prusa Slicerのアイコン

ダウンロードしたSTLファイルをドラッグアンドドロップします。

Prusa Slicerにドラッグアンドドロップ

今回利用する3DデータはThingiverseユーザーbraincheckerによって作成され、ccの下でライセンスされています。
stackable crate by brainchecker on Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:4734271
こちらからダウンロードすることができます。

プリント設定

ファイルをドラッグアンドドロップするとソフト起動して3Dモデルが表示されます。
3Dモデルが表示されたら画面右側で設定をします。

Prusa-Slicerでthingiverseダウンロードしたファイルを編集3

オブジェクト操作

まずはオブジェクト操作でモデルの位置や寸法を設定します。
3Dプリンタの加工範囲からはみ出ている場合は位置を動かしたり縮小したりします。

Prusa Slicerのオブジェクト操作

3Dプリンタの加工範囲にモデルが入っているので変更の必要はありませんが、今回はテストプリントなので縮小してプリントします。
寸法係数でもサイズでも変更することができます。

Prusa Slicerのオブジェクト操作で寸法係数を変更

小さくしすぎるとプリントされない部分などが出てくるので40%でプリントしてみます。
見た目35%で平気そうでしたが目に見えない部分などあるかもしれないので40%にしました。

Prusa Slicer倍率の違いを比較

緑枠部のスライスを実行を選択するとシミュレーション結果が表示されます。

Prusa Slicerのスライスを実行

左が100%のスライス結果で右が40%のスライス結果です。

  • 100%
    使用フィラメント24.08m
    予測プリント時間5h18m
  • 40%
    使用フィラメント1.67m
    予測プリント時間43m

Prusa Slicerの100%と40%のスライス結果を比較

編集をしているとモデルが非表示になることがあります。
緑枠部の3D編集画面のアイコンを選択すると非表示になったモデルを表示することができます。

Prusa Slicerでモデルが消えた場合の対処方法

条件設定

モデルの配置、寸法などが決まったら緑枠部でプリント条件の設定をします。

Prusa-Slicerでプリント条件初期設定の説明2

  • 橙枠部でプリントの設定(プリント条件)
  • 青枠部でフィラメントの設定(プリント材料)
  • 赤枠部でプリンターの選択(使用する機械)

をします。

Prusa-Slicerでプリント、フィラメント、プリンターのデフォルト設定

プリント設定を選択すると8種類の設定が表示されます。

Prusa-Slicerでプリントデフォルト設定

表示されている数値は積層ピッチで、
上に行くと品質が上がり、時間が増え
下に行くと品質が下がり、時間が減る傾向にあります。

  • 0.05mm ULTRADETAIL
    プリント時間6h8m
  • 0.07mm ULTRADETAIL
    プリント時間4h26m
  • 0.1mm DETAIL
    プリント時間2h38m
  • 0.15mm QUALITY
    プリント時間1h44m
  • 0.15mm SPEED
    プリント時間1h40m
  • 0.2mm QUALITY
    プリント時間1h19m
  • 0.2mm SPEED
    プリント時間1h17m
  • 0.3mm DRAFT
    プリント時間0h43m

時間がかかっているだけあって面粗度が全然違いますね。

Prusa-Slicerの0.3mmと0.05mmの違い

デフォルト設定でプリントをしてプリント内容に問題がある場合は細かく設定することができます。

現在表示されている画面は緑枠部のプレート画面で、そのほかに
画面左上橙枠部のプリント設定
画面左上青枠部のフィラメント設定
画面左上赤枠部のプリンター設定
画面があります。

Prusa-Slicerでプリント、フィラメント、プリンターの詳細設定

画面右側橙枠部のプリント設定は、画面左上橙枠部のプリント設定で
画面右側青枠部のフィラメントは、画面左上青枠部のフィラメント設定で
画面右側赤枠部のプリンターは、画面左上赤枠部のプリント設定で細かく設定をします。

Prusa-Slicerでプリント設定、フィラメント設定、プリンター設定

その細かい設定にも三段階あり、緑枠部の簡易、Advanced、高度の選択で設定できる変更点が変わります。

Prusa-Slicerで簡単、advanced、高度の設定

画面左上緑枠部で設定変更をしたい項目を選択します。

Prusa-Slicerでプリント設定を細かく設定

緑枠部で簡易を選択すると緑の丸が表示されます。

Prusa-Slicerの詳細設定で簡易を選択

緑枠部のAdvancedを選択すると緑と黄の丸が表示されます。

Prusa-Slicerの詳細設定でAdvancedを選択2

緑枠部の高度を選択すると緑と黄と赤の丸が表示されます。

Prusa-Slicerの詳細設定で高度を選択2

今回は

  • プリント設定
    0.3mm DRAFT
  • フィラメント
    Generic PLA
  • プリンター
    Original Prusa i3 MK3

で、なにも変更せずにプリントします。

モデルの設定

必要に応じて緑枠部でモデルの設定をします。

Prusa-Slicerでサポート、インフィル、ブリムの設定

サポート

今回の3D形状のプリントではサポートを使いませんが、下のような3D形状のツバ部分をプリントするにはサポートが必要になります。

Prusa-Slicerでサポートが必要なモデル

サポートを設定したシミュレーションです。
緑色がサポートになります。

Prusa-Slicerでツバ部にサポートの設定

インフィル

インフィルでモデル内部の密度を設定します。

分かりやすく立方体のモデルの断面にしました。
0%にすると壁だけになります。

Prusa-Slicerインフィル0%

0%と20%と50%のインフィル比較です。

Prusa-Slicerインフィル0%の比較

今回は特に強度が必要ないので初期設定の20%でプリントします。

ブリム

ブリムにチェックを入れるとモデルの周りにモデルとベッドの接地面を増やすプリントをします。

緑色のプリント部分がブリムです。

Prusa-Slicer立方体でブリム

今回の形状では必要ないですが形状に合わせて設定します。

Prusa-Slicer円柱形状でブリム

Gコードに変換

設定が終わったら緑枠部のスライスを実行をクリックしてシミュレーションをします。

Prusa-Slicerでスライスを実行

スライスを実行すると
緑枠部にスライス情報が表示
橙枠部にプリント時間の詳細が表示
モデルがプリントされた状態になります。

Prusa-Slicerでスライスを実行後の情報

拡大すると細かく確認をすることができます。

Prusa-Slicerでスライスを実行後のモデルを拡大

確認をして問題がなければ緑枠部のGコードをエクスポートを選択します。

Prusa-SlicerでGコードのエクスポート

GコードファイルはSDカードに保存します。

3Dプリンタ用Gコードファイルを保存

SDカードにGコードファイルを保存したら3Dプリンターに挿入します。

PrusaにSDカードを挿入

3DプリンタにSDカードを挿入したら緑丸部のボタンを押します。

Prusa Slicerでプリント開始

ボタンを押すとメニュー面に変わります。

Print from sdに合わせてボタンを押すとファイル画面に変わるので、
プリントするファイルに合わせてボタンを押します。

Prusa i3でプリントファイルの選択2

プリントするファイルに合わせてボタンを押すと確認画面が出るのでボタンを押すとプリントがスタートします。
緑枠部のノズルとベットの温度が設定した温度になると動き出します。

Prusa i3モニター

プリント終了後の画像です。

thingiverseでダウンロードした3dデータをプリント

thingiverseでダウンロードした3dデータをプリント2

動画

今回プリントした動画です。

コスト

今回の3Dデータをプリントすると

100%の場合サイズが150×95×55.5です。
フィラメント使用量が24.08mなのでフィラメント代が130.032円
プリント時間が318分なので電気代が12.72円
合計142.752円

40%の場合サイズが60×38×22.2です。
フィラメント使用量が1.67mなのでフィラメント代が9.018円
プリント時間が43分なので電気代が1.72円
合計10.738円です。

フィラメント代1mは約5.4円
電気代は1時間2.4円で計算しました。

今回衣装したフィラメントは、この商品の白色です。

最後に

説明が長くなってしまいましたが

  • プリントしたいモデルをダウンロード
  • スライサーでGコードに変換
  • プリント開始

と簡単にプリントすることができます。
(プリンタートラブルには手間と時間がかかります。)

今回利用したダウンロードサイトのThingiverseには、現場でも使えそうなもの結構あるので、
3Dプリントしない方でも参考にフライス加工で作ることができるかと思います。