Fablab鎌倉との出会い

 僕はものづくりと生き物が大好きです。生き物の絵を描いたり、生き物をテーマに色々なものを作ったり、生き物に関する知識を深めるために本を読んだり、映像を見たり、博物館に行ったりするのが大好きです。将来は、生き物の絵を描いたり、生き物をデザインしたり、作ったりする仕事がしたいと思っています。
 3Dプリンターには、以前から興味があり、自分で作った生き物のデータを出力して手にとってみたいと、ずっと思っていましたが今まで機会がありませんでした。今年の夏、子ども大学のワークショップでファブラボ鎌倉を知り、相談したところ、僕の作ったデーターを3Dプリンターで出力させてもらえることになりました。

3Dプリンターでやってみたいこと

これは、僕が9歳の時にフィギュア用の粘土で作ったティラノサウルスの仲間の羽毛恐竜の幼体です。恐竜フィギュアの作り方の本や図鑑を調べて、針金で骨格から作った初めての本格フィギュアです。作るのはとても大変でしたが、とても気に入って大切にしています。
でも、これはとても壊れやすくて、1つしかないので手に持って遊ぶことはできません。
3Dプリンターで作ったものは、粘土で作ったフィギュアとは違うけれど、データがあればいくつでも作れます。粘土で世界で一つのものを作るのはとても楽しいけれど、データを作ったお気に入りをいろいろ作り変えたりして3Dプリンターでたくさん作るのも、とても楽しそうでやってみたいです。

ドラゴン(初めての出力)

僕がずっと出力してみたかったのは、iPadの123D Sculptというアプリで作ったこのドラゴンです。
このアプリのテンプレートのドラゴンを色々変形して作りました。
ドラゴンは、実在しない想像上の生き物ですが、僕は大好きでとても興味があります。ドラゴンの出てくる本や映画をたくさん見たり、他の人が作ったものを見たり、色々なドラゴンを考えて絵を描いたり、粘土で作ったりしています。
123D Sculptは粘土のように立体が作れて、テンプレートも色々あり、ペイントも出来てとても面白かったので、色々なデータをたくさん作りました。

出力失敗

初めは小さく、そのあと、もう少し大きく出力してみました。薄くて上に広がっているので上手く出ないかもしれないと言われた翼は形になりましたが、頭がなくなって出力されました。そして、スカスカ、デコボコですごく荒い感じ。アプリで一生懸命にデーターを作って、アプリで作っていた時は、上手く出来ているようで立体にするのをすごく楽しみにしていたのに、がっかりでした。

プリンター:MakerBot Replicator 2X
フィラメント:PLA

失敗の原因

プリンターから出力前のパソコンのデータをよく見てみると、頭と足がなくなっていました。Fablab鎌倉の山本さんのパソコンにiPadからデータをメールで送って出力してもらったのですが、データが送られて置き換えられる時に何か問題が起こっているのだろうとのことでした。その上、送られたデータは1cm位に小さくなっているとのことでした。
きちんときれいにプリントアウトするのは、そんなに簡単なことではないのだと知りました。


    新しい試み

     123D Sculptは気軽に使えて楽しかったけれど、Fablabで自分できれいにプリントアウトするには問題が多くてすぐには解決できなさそうでした。
     そこで、Fablab鎌倉の方々が、他のソフトも試したりしてオープンラボで色々作ってみてはどうかと提案してくれました。夏休みの自由研究としてやってみようと思いました。
    まずは、ZBrush Coreという粘土のように造形できるソフトを使わせてもらって何か作ってみることにしました。Thingiverseという色々な3Dデータをダウンロードできるページも教えてもらいました。出力してみたいデータがびっくりするほどたくさんありました。

    Thingiverse

    ZBrush Coreで新しくデータを作っている時間にThingiverseのデータで興味のあるものも出力してみることにしました。面白そうなのがたくさんありすぎて迷いますが、このティラノサウルスを出力してみることにしました。
    今度はAFINIAというプリンターで出力してみます。

    プリンターの出力はかなり失敗することがある

    出力を始めてすぐに、口の部分のフィラメントがうまく貼りつかず、グチャグチャになってしまったので中止。
    やってみて初めて、こういう気をつけていないと良く起こりそうな失敗があるんだと知りました。

    プリンター:AFINIA
    フィラメント:PLA 白
    積層ピッチ:0.3mm

    初めて出力成功

    僕の作ったデータではないけれど、初めて一つ成功。とても嬉しい。
    これは、1回の出力で、口がパクパク動くものが作れるというのが興味があって出力してみました。

    プリンター:AFINIA
    フィラメント:PLA 白
    積層ピッチ:0.3mm

    色違いも出力してみた

    せっかく上手くいったので、今度はもっときれいに出来るように、同じサイズで積層ピッチを0.05mm小さくして、違う色のフィラメントで出力してみました。
    出力成功。見た目はとてもきれいです。

    プリンター:AFINIA
    フィラメント:PLA 透明オレンジ
    積層ピッチ:0.25mm
    出力時間:24分

    サポート材がはずれない

    このティラノサウルスは、プリントアウトされたときについてくる、中のサポート材を剥がさないと口がパクパク動くようにはなりません。
    積層ピッチを細かくして、きれいに出力できましたが、中のサポート材もしっかり付いてしまい、剥がすのがものすごく大変になってしまいました。
    色々な工具を使って、3時間以上がんばりましたが、サポート材が取りきれず、残念ながらオレンジは動くようにはできませんでした。

    失敗の原因を考えてみた

    ●出力し始めは、フィラメントがきちんとくっついているか、浮いているところがないか気をつける。

    ●オレンジは積層を0.05mm細かくしたため、きれいに出力できたが、サポート材もしっかりついてはずしにくくなった。(フィラメントの材質によるそうです。)

    ●サイズが小さすぎたせいで、サポート材をはずすのが難しくなった。

    ●気のせいかもしれないけれど、PLAは白よりも透明オレンジの方が硬い感じがした。

    ●次回はABSも試してみたい。

    カスタマイズしてみる

    データをつくるのが、すぐには僕には難しそうだけど、このミニサウルスのデータをもとに、こんなのも作ってみたいです。
    「かみつきスピノサウルス。」

    中の構造もどうなっているか考えてみた

    中はこんな風になっているのではないかと考えて描いてみました。

    もう少しリアルなデータも出力してみる

    Thingiversのデータで、もう少しリアルなものも出力してみました。ティラノサウルスの幼体です。

    出力してポスカで塗ってみた

    出力が成功したので、ポスカで色を塗ってみました。目の部分は小さくて塗るのが難しかったので、筆を使ってアクリル絵の具で塗ってみました。思ったより、上手くいきました。たくさん触ると剥がれてしまいそうなので、コーティングをした方が良さそうです。
    ポスカでなく、全部アクリル絵の具でちゃんと塗装したら、もっとリアルに出来そうです。

    フィラメント:PLA 白

    ZBrush Coreに挑戦

    Fablab鎌倉の方がZBrushCoreを紹介してくれました。オープンラボでFablab鎌倉にいる時に使わせてもらって少しずつ覚えようと思います。やっぱり自分で作りたい。
     

    粘土みたいに作る

    このソフトは、123D Sculiptのように粘土で作るように立体を作れます。僕の作りたい生き物などを作るのにはとても向いていそうです。とりあえず、何か作ってみようと思います。

    最初は単純なデザインから

    難しい形は、データを作るのも大変で、プリントアウトするのも問題が起きやすいので、まずは、あまり凸凹の大きすぎない単純な形で作ってみようと思います。作っているのは、うちのオカメインコのチーちゃんです。

    データが穴だらけ

    出力前に、Fablab鎌倉の山本さんにチェックしてもらったら、ブツブツと小さな穴がたくさん空いていることがわかりました。作っている時は表面はきれいに見えていたのに、3Dプリンタへの出力用のデータにすると穴だらけでした。データに穴が開いていたり、きちんと閉じてない部分があるときちんとプリントアウトできない原因になるそうです。山本さんにデータを修正してもらって出力してみます。

    1回目は出力失敗

    フィラメントがうまく貼りつかず失敗。3つの点で立っていて、台がないのが失敗の原因のようです。

    台をつけた

    台を付けて出力した方が失敗しにくいと教わり、台をつけての2回目の出力。
    上手くいきそうです。

    プリンター:AFINIA
    フィラメント:PLA 白
    積層ピッチ:0.3mm
    出力時間:24分

    出力できた

    気をつけてはずします。

    大体成功

    頭のてっぺんのとさかが熱でちょっとぐにゃっとなってしまいました。あと、表面はかなりガタガタですが、形にはなりました。
    下半分の下から上に広がっている部分の方がガタガタで、上半分の下から上に小さくなっている部分の方がなめらかです。
    プリントし始めてから気がついたのですが、最初の変形する前の球体をもっとメッシュの細かいものを選んでおけば、もう少しきれいにプリントできたかもしれません。
    思っていたよりもずっと、きれいに出力するのは難しい。たくさん勉強が必要です。
    PLAは、表面を削ったりできないそうなので、次はABSで出力してみたいです。

    サポート材を剥がして色を塗ってみた

    サポート材を剥がして、アクリル絵の具で色を塗ってみました。
    今回のはガタガタですが、きれいに出力できたものなら、アクリル絵の具でかなりきれいに塗装できそうです。やはり、コーティングをしないと剥げてきそうな感じなので、どういう風にしたらいいか調べてみたいと思います。
    出力はあまりきれいに出来なかったけど、色を塗ったらちょっと可愛くなりました。

    チーちゃん3Dデータ

    コーティングしてみた

    アクリル絵の具の上から、クリスタルバーニッシュ(アクリル絵の具用の画面保護ワニス)というのを塗ってみました。
    写真では、ほとんど違いがわかりませんが、塗る前より、少し艶が出て、剥がれにくくなったような感じです。艶出しの他に、半艶、マットなどもあるので、試してみたいです。

    いろんなフリーソフトを試してみる

    次にFablab鎌倉に行くまでに、何か新しいデータを作りたいので、うちのパソコンでできるフリーソフトを色々試してみる事にしました。お母さんに手伝ってもらって、僕でもすぐに使えそうなソフトを探す事にしました。
    生き物などのかたちのデータが作りやすそうなソフトや、Thingiverseなどの3Dデータを読み込んで、それをカスタマイズしたりするのが簡単そうなソフトを探してみます。

    3D Builder

    Thingiversのデータを読み込んでパーツをつけてカスタマイズしてみた。複雑なことはできないけれど、すごくわかりやすかった。

    Metasequoia

    Thingiversのデータが上手く読み込めなくて、すぐには使いこなせそうもないので、今回は何も作らなかった。

    u Make

    キッズのモードでモンスターを作ってみた。すぐに出来た。作ったモンスターを3Dの出力データにするやり方がわからなかった。キッズモードは簡単に作れて楽しいけれど、ただパーツや色やテクスチャーを選んでいくだけなので、本当のオリジナルは作れないなあと思った。遊ぶのはとても楽しい。

    d3D Sculptor


    TinkerCAD

    3D BuilderのようにThingiverseのデータを読み込んで色々なパーツを付けたりできた。3D Builderよりも、使えるパーツもずっと多いし、データの作り変えなど色んな事ができそう。使い方もわかりやすくて、とても気に入った。

    Sculptris

    ZBrush Coreみたいに、粘土のように造形できる。色々試すのに少し時間がかかりそう。

    Meshmixer

    誰にも教わらずに試しているので、まだちょっとしか解らないけれど、すごく便利そう。簡単にデータを切り取ったりできる。
    TINKERCADと組み合わせて使ってみようと思います。

    3D Builderで作ってみる

    1からデータを作ってきれいに出力できる生き物のデータを作るのは、勉強と経験がたくさん必要ですぐには無理そうなので、まずは、気に入ったデータを元に、自分のアイデアを入れて作り変えていってみることにしました。

    Thingiverseからデータを借りる

    きれいに出力できるデータが作ってみたいので、色々探してみて、このティラノサウルスとアンキロサウルスを使って作ってみようと思います。
    僕のスケッチしたティラノサウルスにちょっと似ていたのと、きれいに出力できそうだったので、これを選びました。
    最初は、もっと本物らしいのが作りたかったのですが、データーを作ったり、作り変えたりしてきれいに出力するのが難しそうなので、まずは、ちょっとキャラクターっぽい少し単純なかたちのものを作ってみることにしました。

    ティラノサウルスとステゴサウルスとのハイブリッドを作ってみる

    ティラノサウルスの背中と尻尾に背びれとスパイクのパーツを足しました。ステゴザウルスの背びれは2列で左右交互についていて、大きさが少しずつ違っているので、それをイメージしてパーツを付けました。「ステゴティラヌス」という名前にします。

    パーツを足してカスタマイズ

    アンキロサウルスも棘を増やしてみました。

    データをペイントしてみた

    ティラノサウルスに色をつけてみました。3D Buliderは、面ごとに色を塗っていく塗り方しかできないようで、細かい塗装や描いたりはできないようです。
    今回は出来ないけれど、いつかカラーの3Dプリンターも試してみたいです。

    TinkerCADで作り直す

    3D Builderでデータを作った後、TinkerCADを試してみたら、こちらの方が僕の使いたいパーツがたくさんあって、色々加工できるので、このソフトでもう一度データを作り直してみることにしました。
    テンプレートのパーツを変形して、背びれも尻尾も、もっとステゴザウルスっぽくすることが出来ました。

    データを保存して後からわかったことですが、3D Builderで作ったデータは、元のデータの半分位に小さくなっていました。TinkerCADの方は、大丈夫でした。形もTinerCADで作った方が良くできたので、こちらをプリントアウトしてみたいと思います。

    出力のための準備

    Thingiverseのデータは、ティラノサウルスとアンキロサウルスが一体化してしまっていて、一緒に出力すると時間がかかるのと、2頭だと台からはみだしてしまって大きく出力できないそうなので、データを切り離すことにしました。やり方をFablab鎌倉の山本さんに教わりました。

    アンキロサウルスのデータを消す

    切り離しが上手くいかないので、アンキロサウルスのデータを削って消去します。

    背びれのデータがずれてしまったことに気づく

    ティラノサウルス一頭に出来ましたが、背びれが作った時より飛び出してしまっていることに気がつきました。(パーツのデータが動いた?)
    TinkerCADからエクスポートする前にボディとパーツを一体化していなかったせいで、ずれてしまったのではないかと思います。
    やっとアンキロサウルスを消去して出力するところだったので、一度このまま出力してみてから、作り直そうと思います。

    次回のためにオリジナルデータも一頭にしておいた

    改良するたびにアンキロサウルスを消さなくてもすむように、オリジナルデータも、ティラノサウルス一頭のデータを作っておきました。

    出力中の注意

    今回は、ABSで出力しました。
    ABSは出力している時に反ってきたりして、PLAより失敗しやすいそうなので、最初はずっと気をつけて観察しました。台から剥がれてきそうになったところをおさえたり、テープを張りなおしたりしました。ここまでくればもう大丈夫だそうです。

    完成間近

    心配していた背びれも上手く出力できそうです。あと少し。

    初めてきれいにプリントアウト出来た

    やっと初めてきれいに出来ました。僕が付けた背びれや尻尾のパーツもちゃんと出ました。すごく嬉しい。

    プリンター:AFINIA
    フィラメント:ABS 白
    積層ピッチ:0.3mm
    出力時間:2時間

    サポート材をはずす

    ABSはサポート材がすごく剥がしやすかったです。
    大まかなところは手でパラパラと取れました。
    手足などの細かいところは、気をつけながらTAMIYAのプラモデル用のニッパーで気をつけて剥がしていきました。

    やっと気に入るものが一つ出来た

    やっと少し満足のいくものが一つ作れました。
    ABSの方がPLAよりもきれいに出力できるような感じがしました。生き物のような複雑な形のプリントアウトにはABSの方が向いているのかなあと思いました。
    表面をきれいにする方法や塗装についても、色んな方法があるそうなので、調べてやってみたいと思います。

    自分でデータを作った部分も上手くいった

    背びれを体と一体化していなかったせいで、データが動いてしまって背びれが少し飛び出してしまったけれど、尖った薄い部分などもちゃんとプリントアウトできました。
    ちゃんとプリントアウトできることがわかったので、もう少し改良して、もう一度出力したい。

    オリジナルも出力して並べてみた

    Thingiverseのオリジナルデーターも出力してみました。
    左側手前がオリジナルのティラノサウルス、右側奥が僕のハイブリッド恐竜、「ステゴティラヌス」です。

    改良したいところ

    出力前からちょっと心配していましたが、頭が重すぎて前に転んでしまい、自立できませんでした。
    足のかかとの裏を少し削って重心が少し後ろに行くようにしたら、足の爪の先に紙を一枚入れると自立できるようになりました。

    足の爪の裏を少し高くするか、足の爪を少し大きくして、前に長くすれば、自立できるのではないかと思います。

    改良してもう一度作ってみる


    立たせやすい足に作り変える

    前に転んでしまわないように、足を作り変える事にしました。爪の裏を高くする方法は、見た目がかっこ悪くなりそうで嫌なので、足の爪を少し大きく前に長くしてみようと思います。
    データの変形の仕方をあまり知らないので、自分で出来そうな方法を考えて見ます。

    1.そのまま足の爪の部分だけを長くする→やり方がわからなくて上手く出来ない。
    2.背びれのように、足の爪にパーツをつけ足す。→適当なパーツが見つからない。
    3.自分でパーツを作る。

    1,2は上手くいかなさそうなので、3の自分でパーツを作ることにしました。

    自分で改良パーツを作る

    Meshmixerでティラノサウルスの足の爪の部分だけを切り取って、TinkerCADで少し大きく、前に長く変形して、パーツを作りました。
    これ位長くすれば、前に転びそうになっても支えられるのではないかと思います。

    改良データ完成

    ステゴティラヌス3Dデータ

    出力は大体成功。ちゃんと立った!

    今回はPLAで出力しました。
    右手が少しぐにゃっとなってしまったけれど、あとは大体うまくいきました。
    シルバーはかっこいいけど、ABSの方がやはりきれいにプリントアウトできる感じがします。積層ピッチを細かくすると、出力時間がすごくかかってしまうので、0.3mmで出力しましたが、細かくしたらもっときれいに出力できるのかなあとも思います。
    あと、PLAのためかサポート材が剥がしにくかった。

    プリンター; ボンサイラボ BS CUBE
    フィラメント; PLA シルバー
    積層ピッチ; 0.3mm
    出力時間; 1時間52分

    改良した背びれについて

    1回目の出力でデータがずれてしまって少し飛び出してしまっていた背びれは、きちんと埋め直してボディーと一体化したので、ちゃんとプリントアウトできました。

    改良した足について

    うまく立たせるために改良して大きく前に長くした爪は、きれいにプリントできて、ちゃんと自立できるようになりました。もう少しもっと前に長くすると、もっと安定しそうです。
    自分で改良して作ったデータの部分がうまくプリントアウトできて、ちゃんと立てるようになったのですごく嬉しい。

    他にも色々アイデアを考えてみる

    今回データを使ったティラノサウルスを元に作れそうなデザインを考えてスケッチしてみました。

    アイデアスケッチ1

    こんなのも作ってみたい

    こちらはもう少し怖いイメージのハイブリッド恐竜のフィギュアのためのデザイン。

    アイデアスケッチ2

    ハイブリッド恐竜をもっと作ってみる

    Meshmixerでデータが簡単にカット出来て、TinkerCADでいくつかのデータを簡単にくっつけられることがわかったので、もっと色々作ってみたいと思います。

    「アンキロタウルス」

    アンキロサウルス+カルノタウルス。

    Thingiverseのアンキロサウルスの甲羅と尻尾をMeshmixerでカットして取り出し、TinkerCADで、頭に角を生やしてカルノタウルスにしたティラノサウルスと組み合わせました。
    これは、尻尾が大きくて重さがあるので、上手く立つかもしれないと思いましたが、作ってみないとわかりません。
    立たないと残念なので、こちらも爪を長くして立ちやすいようにしておきました。

    アンキロタウルス3Dデータ

    出力成功

    今までで一番きれいにプリントアウト出来ました。
    ステゴティラヌスよりも尻尾が重いので、前に倒れにくく、爪も前に長くしておいたので、一番安定も良くなりました。

    プリンター; AFINIA
    フィラメント; ABS 白
    積層ピッチ; 0.25mm
    出力時間; 2時間19分

    ペインティングをシュミレーション

    1個しか出力してないので、塗装はまだしないで、ibisPaint Xで写真画像にペイントをシュミレーションしてみました。

    「プテラボット」

    プテラノドン型ロボット。
    Thingiverseのプテラノドンのデータに機械的なパーツをたくさん付けてロボットみたいにしてみました。

    プテラボット3Dデータ

    ちょっと上手くいかなかった

    出力中はサポート材との見分けがつかなくて気がつきませんでしたが、右側の翼の下部分がぐちゃぐちゃになって上手く出力できませんでした。あと、くちばしの裏にも穴が空いていました。データにも少し問題があったかもしれないと思います。


    プリンター; AFINIA
    フィラメント; ABS 白
    積層ピッチ; 0.3mm
    出力時間; 1時間30分

    色んなアイデアが湧いてきた

    シンギバースのページを見たり、色々なソフトを試してデータを作ってみたりしていると、ああ、こんなこともできるんだとか、こんな作り方もあるんだとか、こういうアイデアを使ってあれを作ったら面白いかもしれないとか、どんどんアイデアが湧いてきて、もっと作りたくなってきました。

    ジョイントパーツを使って動くフィギュアを作ってみる

    TINKERCADでボールジョイントのパーツを見つけたので、動くウーパールーパーを作ってみました。

    これも、3Dデータをアップしようと思って何回もやってみましたが、データが大きすぎるのか、どうしてもアップできませんでした。

    もっと色々作ってみたい

    時間が足りなくて、プテラボットの出力し直しや、ウーパールーパーの出力は間に合いませんでしたが、他にも色んなアイデアもあるので、オープンラボなどで少しずつ作ってみたいと思います。

    自由研究をやってみて(まとめ)


    わかったこと

    ●データを作って、上手くいっていそうでも、3Dプリンターで上手くプリントできないことがある。

    ●フィラメントには種類があって、特徴が違うので、作るものによって適したフィラメントが違う。

    ●データを作るソフトにも色んな種類があるので、作りたいものによって適したソフトが違う。

    ●3D プリンターでの出力は、失敗する事もたくさんあるし、出力にたくさん時間がかかる。(もっとたくさん作って生き物図鑑とか楽園みたいにしたかったけど出来なかった。)

    大変だったこと

    ●作ったステゴティラヌスの頭が重くて立たなかったので、どうすれば立つようになるか考えたこと。自分で考えて、自分で解決できてとても嬉しかった。

    楽しかったこと

    ●色々考えたり工夫して、自分が思ったとおりにデータを作って出力できたこと。

    ●Fablab鎌倉のオープンラボに参加して、他の人たちの作っているものを見たり、シンギバースのページを見たり、色々なソフトを試してデータを作ってみたりして、新しいものに出会って、どんどんアイデアが湧いてきたり、新しくいろいろな物を作りたくなったこと。

    これからやってみたいこと

    ●Z Brush Core や Sculptris みたいな、粘土で作っていくようなタイプのソフトで、球体からドラゴンなどの生き物をちゃんと作ってみたいです。

    ●生き物の形をデザインしてフィギュアを作るだけでなく、テオ・ヤンセンのような動く生き物みたいなのやロボットなども考えて作ってみたいです。

    ●今回の自由研究で、3Dプリントについて色々学びましたが、今回の体験で3Dプリントに関することだけではなく、ものづくりに対する自分の世界が広がったと感じました。この自由研究の間にも、コンテストとは別に、自分の新しい作品が色々作れました。これからも、色々なものづくりに挑戦して楽しみたいと思います。

    おまけ

    ストップモーションスタジオとi Movieを使って、作ったステゴティラヌスでコマ撮りしてみました。
    グリーンスクリーンを使ってバックを合成してみました。

    おまけ2

    アンキロタウルスのペインティング動画