光造形3Dプリンター印刷体験記　【印刷成功のカギ！ 印刷物の角度とサポート材の設定のコツを紹介】

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光造形3Dプリンターによる3Dデータの印刷は、インクジェットプリンターで紙に印刷を行うのとは異なり、すぐに最適な印刷ができるとは限らず（多分、できないことが多い）、初心者には少し難しいところです。

ここでは、自分が初めて光造形3Dプリンターで印刷した際の失敗から、初心者が最初からつまづかないで上手く印刷できるように、印刷の注意点とコツを紹介します。

光造形3Dプリンターでの印刷前の準備

光造形3Dプリンターで印刷を行うためには最低限以下のものの準備が必要です。

①光造形3Dプリンター
②レジン
③その他道具類（手袋、スクレーパー、キッチンペーパー、バット等々）
④スライサーソフト

初心者はあまりお金をかけたいくないと思いますが（私もあまりお金をかけてない方だと思います）、どういうものを使えば安く揃えられるかを私の場合を例にご紹介します。

１．光造形3Dプリンター

ひと昔前まで光造形3Dプリンターは、結構いい値段でなかなか素人が手を出すレベルではありませんでしたが、現在は十分な性能のものがとてもリーズナブルな価格で販売されています。

いやぁ、いい時代になりましたね。

私の場合は、3Dプリンターは右も左もわからない状況でしたので、購入した後の万が一の場合のサポートも考慮して、この界隈では有名なSK本舗さんの「SK本舗3Dプリンター光造形機初心者導入セット」を購入しました。

セットの内容は、以下の通りです。

①光造形3Dプリンター：Phrosen Sonic Mini
②SK本舗二次硬化機DIYキット
③SK FEPフィルム（２枚）
④SK水洗いレジン500g

このセットで39,800円で販売されてましたので、価格的にも非常にお得、かつ一通りの道具がセットになってますので、追加で準備するものがほぼ無しに印刷を始められるというお得＆便利なセットでした。
※2023年2月12日現在、セットに使用のPhrosen Sonic Miniの生産終了に伴い、機種入替中とのことで一時的に在庫無しとなってます。

ただ、現在ではアマゾンでも3万円台〜4万円台で性能も十分な製品がたくさん販売されてますし、タイムセールでは2万円台でも買えたりしますので、そういう意味では購入のハードルはとても下がってます。

メーカーとしては、Phrosen、Anycubic、Elegoo、Crealityといったメーカーがポピュラーですので、この辺のメーカーの中から選択すれば基本的には間違いはないと思います。

いずれにしても初心者は、まずは安価なものの中から選択して始めてみればいいと思います。
（Phrosen Sonic Miniも単体では確か2万円台で販売されていたと思いますが、印刷品質はさすが光造形！という感じで、とても満足のいく仕上がりです）

２．レジン

レジンとはUVレジンと言われる紫外線で硬化する樹脂のことを言います。ハンドクラフトやネイルアートにも使われているアレですね。

レジンにも色々な種類がありますが、我々初心者が知っておくべきなのは、いわゆるスタンダードレジンと水洗いレジンの２種類です。

光造形3Dプリンターの印刷で、一番面倒臭いのが「レジンの洗浄」なんです。
光造形機の印刷は、レジン沼の中で紫外線を当てた部分だけを硬化させて形にしていく訳ですが、印刷されたものがターミネーター（２でしたっけ？？）よろしく、レジン沼（溶鉱炉のドロドロの鉄ではなく、ね）からヌルヌルっと姿を表す、という感じですので、印刷が完了した後には、まず表面等に残っている固まっていないレジンを洗浄しないといけないんです。

まず、レジンにはアレルギー性物質が含まれているので、直に触らないように手袋をつけて作業をしなければなりません。
また、洗浄ではアルコール系の洗浄液を使って洗浄しなければなりませんので、洗浄液のコストもかかれば、その扱い・処理にも気を使わないといけないんです。
面倒臭いですよねぇ。

そこで、そうした面倒臭いことを大分軽減できるのが「水洗いレジン」なんですね。

水洗いレジンでは、普通の「水」を使って洗浄できますし、洗浄後の水もそのまま下水に流すのはNGですが、洗浄後の水をしばらく日光に当てておいて、水の中に残るレジンを硬化させてフィルターで濾した水を捨て、フィルターで濾されたレジンはフィルターと一緒にゴミとして捨てればいい、と多少の「ひと手間」は必要なものの、スタンダードレジンに比べ圧倒的に扱いやすくなってます。

水洗いレジンと言っても、スタンダードレジンに比べて特に価格も高いという訳ではありませんので、初心者はもう水洗いレジン一択だと思います。

３．その他道具類

その他の道具類としては、基本的に印刷完了後に洗浄に関わる道具と思ってもらえればほぼ間違いありません。

あった方が便利というものは色々あると思いますが、まずは水洗いレジンの使用を前提として、初心者が最低限揃えておくもの、として以下のものがあります。

（１）スクレーパー（ヘラ）

これは主に印刷完了後にプラットフォームから印刷物を剥がず際に使用します。

使い方により、金属製やプラスチック、カーボン等色々な素材を使い分けしている方もいるようですが、初心者はまずプラスチックやカーボンのスクレーパー（ヘラ）でいいと思います。
100円ショップのもので十分です。

（２）手袋

お勧めされているのはニトリル製手袋で、強度や耐油・対薬品性に優れていて、ピッタリフィットするので安全性高く、使いやすいということかと思いますが、少し価格が高いので（とは言っても100円ショップで販売してますが、枚数が少ないので）、水洗いレジンを使うならポリエチレンの手袋でもいいんじゃないかと思います。
（120枚入りとかであるので、二重にして使ってもいいですしね）

（３）刷毛（はけ）

これは印刷物を水洗いする時に使用します。
印刷物には凹凸があったりするので、刷毛でシャカシャカとブラッシングして洗浄するのが一般的です。
刷毛も100円ショップのもので全く十分です。

（４）トレイ/バット

印刷が完了した印刷物を置いておいたり、外したプラットフォームを置いておいたりと、レジン等が付着しているものを一時的に置いておくような際に使用します。
金属製でもプラスチック製でも、どちらでも構いません。
これも100円ショップのものでOKです。

（５）洗浄用容器

こちらは、要は水を入れて印刷物を洗浄するための容器ですので、バケツでもなんでもいいのですが、深めで蓋がついているタッパー的なものが個人的には使いやすいのではないかと思います。
使用後、洗浄した水を捨てる前に洗い流されたレジンを固めるために「日光浴」させる際に、蓋がついて密閉できれば室内に置いておいても安心だと思いますので。
こちらも100円ショップでの調達でOKです。

（６）キッチンペーパー

洗浄後等、とにかく光造形機では拭き取る機会が何かと多いので、キッチンペーパーが便利です。
テイッシュペーパーとかでもいいのですが、繊維くず等がついてしまう可能性もありますので、そういう心配のないキッチンペーパーがお勧めです。
（「キムワイプ」が王道なのかもしれませんが、100円ショップのキッチンペーパーで十分です）

（７）漏斗

印刷終了後、プリンターのレジンバットに残ったレジンをボトルに戻す際に必要になります。

こちらも100円ショップでOKです。

（８）フィルター

レジンバットに残ったレジンをボトルに戻す際や、洗浄後残留レジンを硬化させた水を捨てる際に硬化したレジンを濾して水を捨てる際等に使用します。

こちらも100円ショップです。

（８）その他

後は、印刷後に二次硬化させるための紫外線照射器だったり、サポートから印刷物を外す際のニッパーや、サポート痕を消すために紙やすりだとか、作品に仕上げていくために色々と必要なものが出てきますが、その辺は印刷ののちに必要となったら順次購入していけばいいと思います。

４．スライサーソフト

3Dデータを3Dプリンターで印刷するためには必須のソフトになります。

スライサーソフトは印刷方式によって使用するソフトが異なりますが、光造形の場合はCHITUBOXがお勧めです。

CHITUBOXは無償の光造形用スライサーソフトで、初心者でも比較的使いやすいんじゃないかと思いますので、初心者の方は有無を言わずこのソフトを選択しておけばいいと思いますよ。
（CHITUBOXには有償のProもありますが、初心者は無償のBasicでOKです）

光造形3Dプリンターでの印刷の手順

印刷自体はそれほど難しい工程はありません。おおよそ以下の手順となります。

①3DプリンターのZ軸のレベリング
→こちらは一番最初に印刷する前に行うプラットフォームの調整
②3Dデータを用意し、CHITUBOXに印刷データを読み込み
③CHITUBOXでサポート設定を行い、スライスする
④スライスされたデータを3Dプリントにセット（一般的？にUSBメモリでデータ読み込み）
⑤プリンタのレジンバットにレジンを入れる
⑥印刷開始

基本的な手順はこんな感じで、素人でも一部のワード（サポート、スライス）がわからないくらいで、手順自体は何となく想像つきますよね。
一度やってみたら、この手順自体は一発で頭に入ると思いますよ。

いざ、印刷！

今回、印刷成功までは非常に長い道のりでしたが、その間の試行錯誤や気付き等を通じて、まずは自分なりのコツが掴めたと思いますので、その過程もご紹介しながら上手く印刷するためのポイントをご紹介したいと思います。

まず、今回初めての3Dプリントで印刷したのは、これ。

#3DBenchy ！！

3Dプリント界隈では超超ポピュラーな「#3DBenchy」です！
このお船の3Dデータは、#3DBenchyのホームページから無償でダウンロードできます。
3Dプリントするなら、まずこれを印刷でしょ。
（今回のように初心者はこれできちんと印刷できるように練習する必要があることを実感しました・・・）

CHITUBOXのデフォルト設定のまま、まずは印刷してみた・・・

CHITUBOXには光造形3Dプリンター各機種毎にプリセットされた設定があり、機種を選択するだけでその機種用の設定になります。

もう一つ設定でレジンのプリセットもあります。
ここでは、どれを選べばいいのか？正直よくわかりませんでしたが、今回使用するのが水洗いレジンということで、「Water-Washable Resin-Model Gray 50μm」という設定を迷いなく選択！！

人生初めての3D印刷！　結果は「失敗」　とほほ。。。

まず初期層と言われる土台となる層がプラットフォームに全く定着していませんでした。
（3Dプリント時には以下の図のようにプラットフォーム(図の上側の四角い領域に相当)にぶら下がる形で印刷されます）

プラットフォームに何もくっ付いていないというこの 失望感・・・
何でも最初はそんな感じだよね、とか自分で自分を慰めつつもショック大ですよね。

さて、気を取り直して結果から振り返ってみると、初期層が定着しないということは、初期層の露光時間(紫外線を照射する時間)が短いのでは？と考え、ここから設定を見直していくことになります。

初期層の露光時間の設定見直し

設定で初期層の露光時間を確認してみると。

デフォルト？では35秒になってましたが、一体これをどのくらい長くすればいいのかよくわかりませんでしたが、一旦キリのいい40秒ということで。

さて、それでは２回目の印刷GO！

で、結果は「成功」＆「失敗」

プラットフォームには写真奥の初期層とサポートが印刷されたものがしっかりくっ付いていました！（初期層は成功！）

ただ・・・写真手前の印刷物そのものは残念ながらレジンプールの底に沈没船状態で発見されました。（沈没船発見時は写真と表裏逆）

本来であれば、初期層からニョキニョキと伸びているサポートにくっついた状態で本体が印刷されていくはずなんですが、結果からみると途中まではその通りに印刷されていたものの、途中で耐えきれず？レジンの海の中に藻屑として落下・沈没していったようです・・・

とりあえず初期層はクリアしたので、まずは一歩前進ということで、次は本体の印刷層の方ですね。
こちらもまた同じように「露光時間」を調整すればOKかな〜とも思いましたが、ふと、本体の大きさ(&重さ)に対して、サポート(の太さ、数)が頼りなさすぎじゃね？？と。

印刷層の露光時間の見直し

まずは、そもそもの露光時間(初期層の成功事例もありますし！)を見直しということで・・・ここで、そういえばSK本舗さんに露光時間一覧表があるのを思い出しました！！

もうっ、さすがSK本舗さんですね。
ちゃんとあるじゃないですか。

ただ、これを見ていて、ふと、あれっ『銀灰色』ってあるじゃん！

どういうことかというと、レジン自体は先のセットで勝手についてきたものなので、自分で選択していなかったのですが、勝手に「灰色」と思い込んでました。

ただ、レジンをレジンバットに注いだ時とかに、やけにキラキラしているなぁ、と思ってはいたのですが・・・まさかレジンにそんなメタリックグレーみたいな色があると思わないじゃないですか！（よくよくラベルをみたら、「銀灰色」って書かれてた〜）

で、あらためて露光時間を確認してみると・・・

まっ、当然といえば当然ですが、2.5秒の設定になっており、これって先ほどの露光時間一覧表の「灰色」の露光時間「2-3秒」に対応した設定ということですね。
とりあえずこの設定を「銀灰色」が「3-4秒」なので、一旦長めの4秒に設定しました。

本当は、この時点で一回印刷してみて効果をひとつづ確認していく方がいいと思います。

しかし、印刷に時間がかかるのと、また失敗してできる藻屑にも安くないレジンを消費してしまいますので、ここは一気にサポートも含めて見直し、成功確度を上げて次の印刷をしたいと思います。

サポート設定の見直し

まずは、CHITUBOXのサポート関連の設定を見てみると、下記写真左のように「細く」の設定になってましたので、ここはまず単純に「太く」に変更しました。（写真右）

これでサポート自体の太さも変更できるのと、印刷物に接触する部分（＝印刷物を保持する部分）の太さも変わるので、これでガッチリと保持されて沈没船になることは無いんじゃ無いかと。

ちなみに、サポートは写真でわかるように上部（印刷物に接触する部分）、中間（途中のサポート）、下部（初期層に繋がる部分）それぞれで設定ができるようになってますが、もう一つ「ラフト」というのがあります。

ラフトは初期層に当たる部分ですが、ここで特にやってみてお勧めしたいのが、「ラフト」の設定にある「ラフト形状」の設定です。

「ラフト形状」の設定は、デフォルトでは「なし」になっているようですが、ここを図のように「スケート」に設定することをお勧めします。

設定が「なし」の場合と、「スケート」の場合の初期層の印刷の違いは下記の通りです。

「なし」の場合に比べ、「スケート」の方が初期層の面積が大きくなるため、初期層のプラットフォームへのくっ付き力が強くなると思われるのと、縁の部分がヘリのようになって、ここはプラットフォームから浮いた形になっているため、印刷完了後にプラットフォームから剥がす際、ヘラをこのヘリの浮いた部分に差し込むことによって容易に剥がすことができます。

ですので、僅かなレジンの消費量をケチるよりも、「スケート」の設定にする方が絶対にメリット大だと思います！

これであとは勝利への道を歩むのみ！　ということで、いざ印刷！　ポチっ！

。。。。。。

なんで、また沈没してるんだよぉ〜

正直、今回は成功以外あり得ないんじゃね？と考えていたので、一瞬途方に暮れてしまいました・・・

印刷物の角度の見直し

と、途方に暮れている間に、ある音の存在に気が付きました。

そういえば、印刷中に「べリッ」「べリッ」という音がしていました。

これは、紫外線照射をした後、一度プラットフォームが上がり、その後また下がって紫外線照射する・・・と、１層１層紫外線照射した後に、プラットフォームが必ず上に上がります。

この「べリッ」っていう音は、紫外線照射でレジンバット底面のフィルムにくっ付いた印刷物が、プラットフォームが上がる際にフィルムから剥がれる音でした。

えっ、そういうこと！？

ちょっと気がついちゃいました。

この「べリッ」と剥がれることを繰り返していくうちに、印刷済のサポートの接触部が段々と剥がれたりして、最後には剥がれる際の力に負けて印刷物がサポートから脱落してしまうという現象なんだと思います。

これまで印刷してきた印刷物のスライス画像を見てみると、船底の上部の方は結構な印刷面積となっているため、この辺の印刷時に剥がれる際の引っ張り力が強くなっているんだと思います。

そこで船を斜めに角度を付けてやることによって、スライスした場合に船底部分の面積が小さくなるようにしてやりました。

これにより、当初より大分１回の印刷面積を小さくすることができたので、次は行けるんじゃないかと。

水平時、角度付け時とも、それぞれ一番印刷面積が大きくなる階層で比較して見ましたが、明らかに角度付けした方(写真右)が面積小さいですね。

あと、印刷品質には実質ほぼ関係ありませんが、印刷物の高さは印刷時間にモロ影響します。

今回の例で、正立の場合(先の写真左)と斜めの場合(写真右)とを比べると以下のようになります。

①正立の場合(高さが高い)：1172階層　4時間36分50秒
②斜めの場合(高さが低い)：956階層　3時間46分26秒

このように今回の例で言うと、高さの違いによりほぼ1時間も印刷時間に違いが出ます。

ですので、印刷時間を短くするという視点でも印刷物を斜めに設定して高さを低くすることは有効であると言うことですね。

もう１点、プラスアルファ：サポートの追加/削除

ここで、もう１点、印刷成功の確実性を高めるために、サポートの追加/削除（＝適正化）を行いました。

これはどういうことかというと、主に下記２点を理由としてます。

（１）頑丈なのはいいが、印刷後サポートを取った時のいわゆる「サポート痕」を極力少なくしたい
（２）階層毎に印刷することを想定して、ある程度必要と思われる場所にサポートを設置する

これはどういうことかというと、CHITUBOXでの最初のサポート設定は自動で行なってくれます。
以下の写真が自動でサポート設定された状態です。

船底の部分のサポートの数が結構ハンパじゃないですよね？
確かにこれなら脱落することはないと思いますが、逆にちょっと多すぎてサポート痕が多くなってしまいますよね。

そこで、写真に記載のように一部サポートを「間引き」してサポートの数を少し減らします。

ただ、間引き作業と合わせて、印刷時の保持力を少し高めるために側面側からのサポートを追加しました。

真下からだけでなく、少し側面からの保持力を高めるためにサイドへのサポートを追加しました。
どうです？　なんか、見た目的にも自動設定よりもこちらの方が美しくないですか？
まぁ、見た目が美しいからと言っていい訳では無いんですけどね。

それでは、次こそ勝負！

結果は・・・じゃじゃ〜ん、大成功！！　うほほ〜い！

いやぁ〜、見事に無事印刷されたお船を見るだけで感動もんですねぇ。

ここまでの足跡はこんな感じです。

最後は、露光時間はじめ、色々な設定等の見直しを複合的に行なって成功したので、正直、露光時間だけでも成功したのか？全ての見直しをしなくても成功したのでは？と、色々と後になって想う部分もありますが、初心者はまずはできるだけ近道で成功させることが大事だと思います。

成功経験の無い初心者にとって、成功への道のりが長くなればなるほど、途中棄権・離脱の可能性が高くなってしまいますからね。

一度成功すれば、後は自分が納得できる形に色々調整し直していけばいいですし、その際に万が一行き詰まっても最初の成功時の設定であればとにかく印刷はできる、という保険がありますからね。

最後のまとめとして、初心者の光造形3Dプリンターでの印刷成功のポイント

最後に、これまでの経緯から初心者が光造形3Dプリンターで印刷をする際に、最短で印刷を成功させるためのポイントを整理します。

光造形3D印刷にはちょっとしたコツは必要ですが、立体物が印刷してできる！というこの感動はなかなか他で味わうことのできないものでもあると思います。

みなさんも是非チャレンジしてみてはいかがでしょうか？

ハマること間違いなしです！！