【基礎から解説】 光造形 3Dプリンター の始め方 Part1[ 準備編 ]

今日は知識ゼロから光造形というタイプの3Dプリンターの使い方を

一つ一つ丁寧に皆さんがわかるように説明していきたいと思います。

 

今回紹介するのはCrealityさんから出ているHALOT-ONEっていう光造形3Dプリンターです。

↓↓光造形機

 

 

↓↓洗浄硬化機

 

動画で確認したい方はコチラ↓↓

【基礎から解説】 光造形 3Dプリンター の始め方 [ 準備 → プリント編 ] // HALOT-ONE Creality

 

 

光造形って？

どうも！かけるです。今日はね、

この光造形っていうところやっていこうと思っています。

自分は、普段「FDM」という、プラスチックを溶かして

ソフトクリームみたいににゅるにゅると3Dの形状を作っていくというような

3Dプリンターを使っています。

 

「光造形」っていうちょっとのプリントのタイプが違う3Dプリンターを扱います。

特徴というか、強味は、

光造形系でしか表現できないような、細かい表現が可能です。

これはね、硬化までして色も塗ってから

仕上げ剤を吹いて仕上げたものになるんですけど、どうですかね？

複雑な造形が膨れる上に、積層感もほとんど見えないです。

 

これサフとか吹いてないんですけど

普通に塗っただけでこれくらいの仕上がりになるってすごいですよね。

最後の仕上げにちょっとしたポイントもあるんで後編でその辺も説明できたらいいかなって思います。

 

繊細な表現は、光造形ならではの魅力であったりするのかなというところで

皆さんもね、フィギュア系とかやられる方とか「もっと詳細なプリントしたいよー」という方

「高精細なプリントしたいよー」って方は

ぜひ導入してみてください。

 

でもやっぱりちょっとめんどくさいっていうところがあるんですよね。

薬品を使わなきゃいけなかったりとか、二回に分けて硬化させて洗浄して

また硬化させたりとかやらなきゃいけないことは、FDM形式とは段違いに多いです。

 

薬品を使わなきゃいけないんで毛嫌いしちゃってる方とか結構いらっしゃると思うんです。

でも、意外とやってみるとそんなに難しくないので

今回はそのハードルを1個ずつ崩していこうと思います！

 

このブログを読み終わるころには、

プリントも全部流れが分かってプリントできるようになっている。

＋

洗浄/硬化/仕上げまでできるようになってる

いう感じで、あとはチャレンジするだけという形に必ずなっていると思うので

よかったら最後まで見て頂けたら凄く 嬉しいです。

 

光造形で覚えておくべき部分の名前紹介

じゃあまずプリントの仕組みを簡単に説明しちゃおうかなと思うんですけど、

まずはこのプリンターの名称がわかっていると

説明が理解しやすいので簡単に、部位の説明というところをやりたいかなと思ってます。

まず外側のケースをとります。

で重要なところとして

このレジンバットっていわれる材料が入るところです。

ネジ止めされているんですけど、見えるかな？

こういう感じの水槽的なものになっています。

でこの裏側にFEPフィルムという中の光を透過するフィルムが貼られていて、

ここに液体のレジンを入れて造形するという形になってます。

 

下にはこのガラスがあって下から紫外線が出てくるっていう感じになってます。

 

あとね重要なところ、これがプラットフォームとかベッドって

言われているもので、上のネジを緩めることで簡単に外すことができます。

 

下面が金属の板になってます。

この金属の板が下がっていって

ここに3Dプリントしたプリント品がつり上がってくる

っていう感じでモデルを作っていきます。

右側の画像が実際に造形したときのモデルの様子になります。

 

 

重要なところとしてはこんなもんです！

FDM機と比べて、覚えなきゃいけない部品は

かなり少なくなっているかなと思っています。

 

下の方に 液晶パネルがこの機械の場合は入っています。

ここでタッチパネル操作ができます。

USBの口もここにあるので、フラッシュメモリを

ブスッと挿してデータを送ったり、Wi-Fiもついているので

Wi-Fi経由、無線で送ったりもできるようになっています。

↓↓光造形機

 

 

↓↓洗浄硬化機

 

光造形の3Dプリントの仕組み

3Dプリント、光造形の仕組みっていうところなんですけど

まずこのレジンバッドっていうところに

レジンをドボドボドボっていうふうに入れます。

その状態でこのプラットフォームというものを下にウィーンって下げていきます。

 

で一番底のところの皮一枚だけ/一層だけ 隙間を開けた状態で

下からUVライト、光の、紫外線のライトを平行にピシャッとあてる

っていう感じになっています。

なんですけど、全体的にピシャって当ててしまうと

もう全体的に固まってしまうって形になるんですよね。

なんでそのUVライトとレジンバットって呼ばれてるところの

間に液晶パネルが付いています。

その液晶パネルによって

光を通すところと、通さないところを電気的に制御します。

例えばカタカナの「ア」っていうふうに書きたかったら

「ア」っていうところだけ光が通るようにして

影絵みたいな、切り絵みたい な感じで

他のところを隠すっていう形で電気的に制御できるようなものになっているって感じです。

 

切り絵を挟んでUVのライトを照射するっていう形になっています。

そうすると、例えば液晶パネルのところが

「ア」っていう形に切り抜かれていたら

プラットフォーム上に光が「ア」っていう形に放射されて

「ア」っていう一層目ができるという形になってます。

それを紙一枚だけ固めたらその状態で上にちょっと引き上げるという感じですね。

プラットフォームを引き上げる。

なんでかというと、この現状で固めた状態だと、

このプラットフォームとフィルムの間で両方向にレジン（固まった材料）が

紙一枚だけくっついている状態なんですよね。

なのでそれをフィルムから引き剥がして、また固まったものと

フィルムの間に液体のレジンを流し込んであげないと次の層ができないんです。

でまた、次の一層、固める一層分の紙一枚だけ

残したギリギリまで下げて、

また次の層を紫外線を放射して固めて、また固まったものをフィルムから引き剥がして

っていうことを繰り返して一層一層固めて、3D形状を作っていくっていう感じになってます。

で吊り下がっているプラットフォームを、

上にどんどん上げていくという形でプリントする、

光造形の場合はこういう方式で3Dプリント品を作っているという形になってます。

簡単なんですけど、光造形の仕組みでした。

 

レジンを扱う際の注意点

最初に簡単な注意点だけパパッと、やってしまおうかなと思います。

で後のPart2以降でもかなり薬品系の扱い方とかはしっかりやっていくんですけど

簡単で重要な何個かだけ説明させてください。

 

さっきも説明したんですけど、光造型機というのはレジンという

UV、紫外線で固まる液体を材料に使って

3Dのモデルをつくっていくという形になります。

レジンっていうのは取り扱う際に、安全に使うための注意点が7つほどあります。

詳しくは下記のブログを参考にしてほしいんですけど、簡単に説明します。

レジンの使用にあたって注意すべき七ヶ条

 

1つ目　レジンは素手で絶対触らないこと

レジンはアレルギーになっちゃうと

それ以降レジンを使うこういうプリンターとか使えなくなってしまったり

長期の治療が必要となってしまう場合もあるので、

必ず手袋して扱いましょう。

 

 

2つ目　皮膚についた場合はすぐ石鹸とか洗浄液で洗いましょう

IPAはちょっと使わない方がいいかな。

エタノールの濃いやつを使った方がいいと思います。

 

3つ目　きちんと換気した場所で扱いましょう

レジンというのは揮発性の材料になってきています。

蒸発して気体になるんですよね。

それを吸い込んでしまうと微量ですけど

有害な形になっているので必ず換気して窓を開けたり、

換気扇のある部屋でちゃんとフルで換気扇をまわしたり、

注意してあつかってください。

 

レジンはどういう臭いかというと

めちゃくちゃ刺激臭はありません。

木工用ボンドみたいな、ニスみたいな香りがします。

ちょっとね独特な香りがします。

 

4つ目　レジンを使うときの室温は25℃以上が理想

レジンは冷たいとあまり固まりが良くないということで

25℃以上がお勧めの温度域になってます。

冬とか部屋がめっちゃ冷たくなっちゃった時は

湯煎（お湯につけて）でちょっと温めてから使うと

造形失敗の確率が下がるので、

固まりやすい温度に上げて使うのがいいです。

エアコンも使ってあげてください。

 

5つ目　レジンを使用前にはよく振ること

容器は使う前に振ってください。

色をつけてある物質が分離しちゃったりしていることもあるので

必ず振ってつかってください。

 

6つ目　レジンが汚れたら除去すること

レジンの液体の中にホコリとか汚れが、入ってしまった場合は

そのまま使用して、レジンを固めてしまうと

プリント品の中にホコリなどの汚れが入った状態で固まってしまうので、

必ずロートとか、茶こしとか使って、ゴミはとり除いて使ってください。

詳しくはPart2以降でやります。

 

7つ目　レジンは低温暗所で保管すること

レジンは温度が低くて暗い所で保管しましょう。

光に当たる/紫外線に当たると固まる物質で、

温度が高すぎると蒸発してしまうものでもあるので

注意が必要です。

レジンに厳しい環境で保管してしまうと、レジンがどんどんダメになってしまうので

暗くて温度が低いところで保管してあげるところがポイントになってきます。

 

細々した注意点

プリントした部品を洗浄する洗浄液もちょっと有害で

それを吸い込まないように色々対策が必要です。

これについてはPart2以降で詳しく説明するので一応注意です。

 

あとね、プリンター自体もできるだけ日の当たる所ではなくて

影になったところでおいてあげるのがいいかなというふうに思っています。

光が通しにくい/紫外線を通しにくいような色つきのカバーが付いてるんですけど

光通さないわけではないので、

日向に置いておくと紫外線が通過してしまいます。

中にレジンを溜めたまま保管しておくと、

中のレジンも固まったりとか劣化しちゃうので

できるだけ日向ではなくちょっと影の所においてあげるっていうのが

いいかなというふうに 思います。

 

簡単な注意点はこのくらいかな！

 

実際プリントに必要な道具

実際必要な道具というところを皆さんに紹介したいかなと思っています。

 

でね今回はこの2機種を使って基本的に説明していこうと思います。

 

↓↓光造形機

 

 

↓↓洗浄硬化機

 

というところで、これに近い機種/プリンターをお持ちの方とか

同じ機械を購入してチャレンジしていただける方とかもいらっしゃると思うので、

付属品とダブって買ってしまったり、不足がないよう

何が付属してくるのか　＋　追加で何を購入しなくてはいけないのか　すべて説明します。

大前提として、絶対用意してもらうのが以下の2つです。

・光造形機

・二次硬化機

 

左側にあるのが光造型機です。

右側にあるのが洗浄機 兼 二次硬化機っていうものになっています。

光造型機系で付属してきたものが左側にまとめてあって、

光造形機についているものが右側にあります。

 

これを購入していただければ、大体必要なものが付属してあるので

追加で必要なものとして以下の物を用意していただければOKです。

・UVレジン

・コピー用紙（一枚）

・洗浄液（ IPA or 無水エタノール etc.）

・ニトリル手袋

・保護メガネ

・マスク

・タッパー（予洗い用）

 

光造形機系付属品

リスト

・ステージ

・ハケ

・スクレーパー

・六角レンチ

・漏斗（紙製）

・透明フィルム（予備品）

 

拡大して見ていきましょうとか。

じゃあね光造型機系から入っていきましょう。

まず、これがステージですね。

これに実際モデルができてくるっていう感じです。

 

次は、袋を開けていきましょうか。

まずは ハケです。

できたモデルの表面に固まってないレジンとかが付着しているので

それを払いおとしたりとか、

あとは洗浄剤をつけて予洗いするためのハケになっています。

あとは、スクレーパーもついてます。これ金属製ですね。

 

あとね六角レンチがついてます。

 

漏斗みたいなものもついてます。

レジンに結構汚れとかごみが入ってくるので、それを濾すためのもの。

実際洗って使うのであれば、茶こしと漏斗で代用ができるので

まぁ自分はこっちの方がお勧めかなーっいうふうに思ってます。

自分はダイソーの100円のものそれぞれ使っています。

（光造形機の）中の受け皿の一番底の透明なフィルムのところがあるんですけど

その透明フィルムの交換用の予備が1個入っているっていう感じですね。

光造形機の方はこんな感じ。

 

洗浄系/二次硬化機付属品

リスト

・回転ステージ

・タッパー

・カゴ

 

次は洗浄系と二次硬化をするためのものですね。

中にセットしちゃってるんですけど

ミラーの回転ステージみたいなものがついてきます。

下の画像みたいにセットします。

この上に実際モデルを置いて、これでくるくる回転させながら

後ろから紫外線を当てて満遍なく、360°硬化させて二次硬化っていう感じです。

で他が洗浄系で使うものですね。

このタッパーに洗浄液を入れて洗浄します。

中にスクリューみたいのが入ってるんですよね。

下の画像の位置にマグネットが あって、本体の下側にもマグネットが付いているので

それがくるくるまわって この板の壁を隔てた状態で中を回すことができるので

これで中の洗浄液を攪拌させながら洗浄するってもの。

光造型機のステージにプリントできた部品を

ステージにモデルがくっついた状態で、洗浄できるんです。

 

もしここから外しちゃったりとか

何かの拍子にもし外れちゃった時とか小さな部品たちを

このカゴに入れて、カゴごとじゃぽーんってタッパーの洗浄液に入れて

洗浄をするってことができます。

まあ、そういうのが付属品として付いてるっていう感じですね。

 

うん、かなり至れり尽くせりっていう感じです。

 

追加で必要なもの

リスト

・UVレジン

・コピー用紙（一枚）

・洗浄液（ IPA or 無水エタノール etc.）

・ニトリル手袋

・保護メガネ

・マスク

・タッパー（予洗い用）

 

これの他に色々必要なものがあるので

それを説明したいかなというふうに思い ます。

まずはね、まあ 無ければ始まらないですね。

 

UVレジンね。 これが材料になりますね。

液体のもので 振るとちゃぷちゃぷっていう感じですね。

光造形機の中の水槽的なところにちゃぽーんと入れて

UV（紫外線）で硬化させて、一部ずつ固めて3Dの形状を作るものになっています。

中を開けるとこういう感じになってます。

ボトルで入ってるっていう感じです。大きさもこんな感じ。

 

今回はね、送ってもらったのが白色という感じになってます。

ちょっと楽しみですね。

 

これで1000g、1kgっていう感じですね。

これよく振って、使うという感じです。

 

で他に必要なものとしてコピー用紙一枚。

光造形ってプラットフォームの平行出し、

アライメント出しをしなきゃいけないんですよ。

普通のFDMという樹脂を熱で溶かしてにゅるにゅるにゅるって

ソフトクリームみたいに3Dの形状を作る3Dプリンターだったら

ノズルとベッド/ステージのところにコピー用紙を挟んでクリアランス調整をするんです。

それと同じ感じで。光造形も調整しなきゃいけないので

それに使うA4の紙/コピー用紙っていう感じです。

これね用意してください。

「家に紙のプリンターがないよー」という人は

コンビニに行って10円で コピー機で白紙でコピーして手に入てみてください。

 

次ね、洗浄系ですね。

これ洗浄液/IPA、これが一般的に一番で使われている洗浄液になっているんですけど

自分はちょっとお勧めしないです。

 

結構、毒性が強いので普通のレジンを使う方だったらIPAではなくて

普通の無水エタノールというところを使うのがいいと思います。

特に小さいお子さんとか、ペットを飼われている方とか特に注意してください。

うちも猫ちゃんが2匹いるんで、細心の注意をしながらつかってます。

使わない方がいい理由は、次回のブログで詳しく説明します。

 

薬品が、本当に気になる人は水洗いレジンっていうものを使ってあげてください。

楽品ではなくて水で洗浄できるレジンを使うのが安全性的に見て

一番いいかなっていうふうに思っています。

 

その他に、こういう手袋ですね。

給食の時とかに使ったようなこういうやつではなくて

もうちょっとフィットしたやつですね。

ニトリル手袋って言われてる薄くてフィットするものかなに細かい作業をするので

フィットスした、ピタッとし た手袋がいいと思います。

手袋は必ず用意して、洗浄液とか できた3Dモデル外したりとか

薬品が手についたりとかするような作業の時には必ず手袋をしてください！

こっちじゃなくてこっちのニトリル手袋、ピッタリしたやつを使う。

 

でそれ系で保護メガネですね。

百均とか ので全然いいです。

薬品がはねて目に入ったりするとちょっと危ないので

必ず保護メガネをつけてください。

横もできるだけ覆われてて大きめのものがいいですね。

百均で売ってます。

 

ぶっちゃけ、横/上下も覆えてればなんでもOKです。

 

こういうマスクですね。今回は簡易的な物でやろうと思っています。

注意点として換気をしっかりしてやることと短時間で作業するので、

とりあえずは簡易的なのでいいと思います。

長時間やるとか頻繁に扱うよっていう人は塗装とかでよく使われる

防毒マスクっていうやつを使ってください。

 

ちょっと高いですよね、、簡易マスクでもいいと思います。

自分の健康を守るためにも気を使った方がいいと思います。

 

簡易的なマスクでも、はねた時とかに口に薬品が入ったりとしないので

薬品を扱うときには手袋・マスク・メガネを必ずやりましょう。

 

最後にタッパーですね。これも100均でもいいんですけど

できるだけ密閉性が良いもの/パッキン付きのものがいいと思います。

 

タッパーは100均にも売ってるので探してみてください。

ここで1回、できたモデルを予洗いします。

最初にざっと洗うっていう感じで1回ここで洗ってから

本格的に洗浄機で洗うという感じ。

基本的に何回も使えるので、しっかり密閉して

保存して毎回 これでザーっと洗ってから洗浄機で洗うっていう感じで

2段階で洗浄してあげるっていうのがいい良いと思います。

付属されているタッパーで直接、洗っちゃうとすぐに洗浄液が汚くなっちゃうんで

ちょっとしたタッパーに予洗い用の液を入れておくのがいいと思います。

というところで必要なところはこれくらいかな。

 

あとね一般的に使われている工作系のカッターであったりとか

ニッパーとかあった方がいいんですけど

光造形っていうところでとくに必要なものっていうのが

ここらへんに ざざっとあるという感じですね。

こんな感じでした。

 

付属品豊富でハケとかスクレーパーとか色々付いてくるんですが、

プラスα でね自分の身を守るための準備品が重要になってくるので

ぜひに用意して、 チャレンジしてみていただきたいかなと思います。

 

Part1はここまで！

Part2では、

・プリンターの調整/初期セッティング

・スライサーでプリント用のデータを作る

・光造形でプリント

をやっていきます。

Part3/Part4でプリント後の後処理とか二次硬化までやっていこうと思います。

長くなりますが、頑張って光造形を始めていきましょう！

 

↓↓光造形機

 

↓↓洗浄硬化機

 

続きの記事↓↓

【基礎から解説】 光造形 3Dプリンター の始め方 Part2 [ プリント編 ]

 

【基礎から解説】 光造形 3Dプリンター の始め方 Part2 [ プリント編 ]

 

【基礎から解説】 光造形 3Dプリンター の始め方 Part3 [ 洗浄準備編 ]

 

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【基礎から解説】 光造形 3Dプリンター の始め方 Part4 [ 硬化/後処理編 ]

 

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