【3Dプリント応用】中空・薄肉モデルはこう作ると、材料と時間を半分節約！
一般的な場合、光造形（SLA）3Dプリンターは高密度（ソリッド）の3Dプリント造形物を出力することができます。しかし、そこまでの強度が必要ない機能部品を作る場合には、中空（ホロウ）設計を活用することで、材料の大幅な節約だけでなく、造形時間も大きく短縮できます。
以下のような設計では、中空造形を試すことをおすすめします：
• アートおよび彫刻
• スケールモデル（Scale Model）
• 初期コンセプトモデル
• 大型モジュールおよび複数パーツ構成部品
PreFormおよびMeshmixer（無料）のホロウ（中空）ツールを使えば、以下の3つの簡単なステップで造形を行うことができます。
ステップ1：正しい向きを決める
SLAプリントでは、モデルが層ごとに造形され、Z軸方向にビルドプラットフォームが上昇しながら樹脂槽から引き上げられます。SLA方式は、液体樹脂にレーザーを照射して硬化させるため、中空モデルをプリントする場合、内部に樹脂が残留する可能性があります。そのため、適切な向きと排出用の穴を設けることが重要です。
PreFormでモデルを開き、最適な向きで配置します。ビルドプラットフォームに最も近い面は、目立たない場所、または機能に影響しない位置で穴を設けられる面にすることを推奨します。また、内部に樹脂が溜まりやすくなるため、過度なオーバーハングは避けてください。
PreForm内で最適な向きに3Dプリントモデルを配置することで、最良の結果が得られます。この際、想定される穴の位置も考慮してください。
ステップ2：モデルをくり抜く
まずMeshmixerで3Dモデルを開きます。穴の位置を確認しやすくするために（Edit > Transform）、PreFormと同じ向きに調整します。その後、ホロウツール（Edit > Hollow）を開き、レイヤー厚に応じて設定を調整します。
Meshmixerは指定したオフセットに基づいてモデルのシェルを生成します。次に穴を作成します。少なくとも1つの穴をビルドプラットフォームにできるだけ近い位置に、もう1つを任意の表面に配置します。これにより、造形中の樹脂や空気の排出、洗浄時のIPA（イソプロピルアルコール）の流出が容易になります。ただし、穴を追加することで平坦な表面が損なわれる場合があります。その場合は「Make Solid（Edit > Make Solid）」機能を使用してメッシュを再構築できますが、品質が低下する可能性があるためスライダーで調整してください。
最適な造形のためのポイント：
• 壁厚は造形物の強度に直接影響します。内部構造やサポートがないため、薄い大型モデルは脆くなります。
• 壁を薄くするほど材料使用量は減り、軽量になります。より高強度やソリッドが必要な場合は、低価格のエポキシ樹脂や石膏での出力も選択肢です。
Meshmixerで設定を調整し、モデルに穴（上図の赤いマーク部分）を追加します。
完了後、設定を確認し、.STL形式でエクスポートします。
ステップ3：モデルをプリントする
これでプリント準備は完了です。修正した3DモデルをPreFormに読み込み、前述の手順と同様に穴がビルドプラットフォームに近い位置になるよう配置します。その後のプリントおよび後処理は通常のSLAプリントと同じです。
実際の時間と材料の節約効果は機種や設定に依存します。例として、2mmオフセット、0.1mmレイヤー厚、サイズ112mm × 85mm × 114mmのモデルでは以下の結果となります：
全体比較
|
ソリッド |
中空 |
|---|---|---|
|
材料 |
246.28 ml |
77.37 ml |
|
プリント時間 |
15時間35分 |
7時間47分 |
完成した中空モデル（Formlabs Standard White Resin使用）
Formlabsレジンの詳細については材料ページをご覧ください。また、SLA光造形3Dプリンターを試してみたい場合はこちらからお問い合わせください。
（記事翻訳元：https://formlabs.com/blog/how-to-hollow-out-3d-models/）