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3Dプリンタを使用して木工製作を行えるのか
用途別3Dプリンター3選を
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この記事でわかること
- 3Dプリンター用木素材(木材フィラメント)の概要と気になる材料費の相場
- 本物の木の質感や香り、研磨・塗装など後加工のしやすさといったメリット
- インテリアや家具、小物などの製作事例と造形時の注意点
木素材の材料費はどれくらい?
3Dプリンターというと、素材に樹脂を使用するイメージを持っている方も多いのではないでしょうか。しかし、現在ではさまざまな素材を使用することができ、その中の1つとして「木素材」があります。
3Dプリンターで使用される木素材には、木材の粉末が混ざっているPLA樹脂や、PLA樹脂に木材を混ぜて作られた「木材フィラメント」があります。これらの素材を使用して3Dプリンターで造形を行うと、木の質感をもつモデルの作成が可能になります。
実際に木の温もりが感じられる造形物を作成したいと考えている場合には、木材フィラメントの価格が気になるところでしょう。木材フィラメントの価格は、メーカーやフィラメントの種類などにより異なりますが、一般的には1kgあたり数千円から1万円程度で販売されています。
木素材を使用して製作を行うメリット
3Dプリンターにおいて木素材を使用した造形を行う場合、まず大きなメリットは「木材調の造形ができる」という点がメリットとなります。木のぬくもりが感じられるということもあり、アートやオブジェなどを製作する際に適している素材であるといえます。本物の木材を使用しているため、実際に木の香りを感じられる点も木材フィラメントを使用して造形物を作成する際の特徴のひとつといえるでしょう。
さらに木粉が含まれていることから、造形物の研磨・塗装といった後加工がしやすいという点も木材フィラメントが持つメリットです。そのため、3Dプリンターによって造形を行った後にサンディングで研磨を行ったり、塗装を行ったりすることによって美しい質感を示せます。
また、PLAベースの木材フィラメントは生分解性があり、環境負荷が低い点から環境にやさしい素材であるという特徴も持っています。
木素材を使用した製作を行った事例
3Dプリンター用の木材フィラメントにより製作できる造形物の例としては、インテリアデザインや家具、装飾品、おもちゃなどが挙げられます。そのほかにも、木の質感を活かしたガーデニング用の植木鉢や花瓶なども製作できます。自然素材の素材ならではのあたたかみが感じられる造形物を製作できますので、花を植えたり飾ったりするのにも適したものが作れるといえるでしょう。
そのほかにも、木材フィラメントを使用して家庭用の小物などを製作することも可能です。その中では、スマートフォン用のスピーカーを製作したという事例もあるようです。
ただし木材フィラメントは木粉が混ざっているため、一般的に使用されるPLAフィラメントと比較すると強度が低くなるケースがありますので、機械的な強度が求められる造形物には不向きな素材であるといえるでしょう。
よくある質問
Q1
木材フィラメントは、天然木をそのまま3Dプリントする材料ですか?
A
一般には樹脂へ木粉などを混ぜたフィラメントで、天然木そのものとは性質が異なります。『木材』という表示でも、造形物全体が木でできるわけではありません。水分や熱への耐性も天然木とは異なるため、見た目だけで使用場所を決めないことが大切です。配合量や樹脂の種類、価格は製品ごとに変わります。
木の見た目を優先するのか、強度や耐熱性を優先するのかを決め、候補材料の仕様とサンプルを確認してください。
Q2
木材フィラメントを使う利点は、普通の樹脂とどう違いますか?
A
木に近い色や質感を表現でき、研磨や着色で印象を変えられる製品があります。木粉の量が違えば色味も表面の触り心地も変わります。写真だけで選ばず、研磨や塗装の前後を同じ形状で比較します。ただし、木粉の配合で押し出しやすさや強度が変わり、通常の木工と同じ加工性になるとは限りません。見せたい面と後仕上げを決め、同じ形状を通常の樹脂と比べると利点が分かります。
Q3
木材フィラメントで、どのような試作品から始めるとよいですか?
A
装飾パーツ、取っ手の外観模型、家具や木工品の形状確認など、小さく荷重の少ない部品から試すと扱いやすくなります。例えば取っ手の大きさや装飾の模様を先に試し、荷重を受ける最終部品は別の材料で評価できます。木らしい質感の確認と機能の確認を分けます。販売品や実使用部品では、摩耗、温度、湿気、清掃方法を別に評価します。
用途に近い試験片で仕上げ後の質感と寸法を確認してください。
Q4
木材フィラメントで強度が必要な部品を作る際、何に注意しますか?
A
見た目が木に近くても、強度は配合樹脂、造形方向、充填条件に左右されます。薄い爪やねじ部は欠けやすさが問題になることがあります。外観用の小片だけでなく、実際の取り付け形状を含む試験片で確認します。木粉入り材料はノズルの詰まりや摩耗に注意が必要な製品もあります。
候補材料の推奨ノズルと設定を確認し、荷重がかかる形状では同じ向きで試験してから採用してください。