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同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド

「一つの造形物の中で、異なるインフィルパターンやインフィル密度を使い分けられないか?」と思ったことはありませんか? 答えはYes、可能です。本記事で詳細手順を解説します。

インフィルとは何か、代表的なパターン、密度の目安と使い分けについても簡潔に整理します。

「異なるインフィル密度・パターンを同一造形に適用する手順」へすぐ飛びたい方は、こちらのリンクからジャンプできます。

インフィル(内部充填)とは

インフィルは「造形物内部をどれだけ材料で埋めるか」の指標、つまり内部構造の密度です。スライサーで内部構造の形状・パターン(インフィルパターン)も指定でき、スライス時に適切なインフィル設定を選ぶことで、強度・剛性・重量・手触り・見た目・コスト・造形時間を最適化できます。

インフィルで気にすべきパラメータは2つ:密度(percentage)とパターンです。

インフィル密度とは

同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド

インフィル密度は、造形物内部構造に使用する材料量の割合で、0%〜100%で設定可能。使用フィラメント量、造形物の強度・剛性・重量・浮力・コスト・造形時間に直結します。

Curaデフォルトは通常20%。100%で完全ソリッド、0%で完全中空になります。

「中空度合い」が高いほど軽量・低剛性・高浮力・低コスト・短時間、逆なら重く・強く・高コスト・長時間になります。

意外と知られていませんが、スライス時に「造形物の特定領域だけインフィル密度を変える(可変インフィル密度)」ことが可能です。必要な箇所だけ強化し、不要箇所は材料節約できます。

Curaをはじめ主要スライサーは、同一パーツ内で異なるインフィル密度・パターンを共存させる機能(可変インフィル密度)を標準搭載しています。

どの密度を使うべきか?

モデル用途により最適密度は異なります。ミニチュアと耐荷重フックでは要求強度が全く違うからです。

模型・ミニチュアフィギュア用

頻繁に扱わない展示用モデル・ミニチュアは高強度・高靭性不要。外周壁(パリメーターウォール)の強度だけで自重支持・変形防止が可能なため、インフィル密度は低め(5〜15%)で十分です。

10〜15%でも、ある程度機能的なパーツには十分な強度になります。

汎用3Dプリント

ある程度の重量・外圧に耐える汎用モデルなら、15〜50%の高め密度が適切。造形時間・材料使用量を抑えつつ強度を確保できます。

機能的3Dプリント

実用パーツとして機能させるなら、想定荷重・外力に耐えられる強度必須。一般に50%前後を推奨。50%超は効果が逓減するため、通常コスパ悪です。

インフィル密度は強度要因の一つに過ぎません。パターン選択も強度に大きく影響します。

代表的なインフィルパターン

同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド

造形物内部構造の形状がインフィルパターンです。Curaには13種類あり、単純ラインから複雑な2D・3D構造まで多彩。用途によって得意・不得意が分かれるため、これだけ種類があります。

主なパターンの特徴を簡潔にまとめます。

ライン(Lines)

X軸またはY軸方向にラインを引き、層ごとに方向を交互切替。2方向強度確保・高速造形・材料最小・軽量化に適するが、重荷重には弱い。

ハニカム(Honeycomb)

ハニカム構造で全方向への力に耐性。中程度強度・中程度速度・中程度材料消費でバランス良く、最もポピュラーなパターンの一つ。

グリッド(Grid)

ラインパターンと見た目似るが、各層でX・Y両方向にラインを引く(ラインは片方向のみ)。2次元強度のみで、特定応力方向向け。

三角形(Triangles)

XY平面で3方向に交差する三角形ライン構造。2次元方向には非常に強いが、Z方向は弱い。

トライヘキサゴン(Tri-hexagon)

3方向・可変長のライン集合で、三角形間に六角形パターン形成。2次元強度確保・堅牢な造形に適する。

キュービック(Cubic)

45°傾斜した立方体スタック構造。単一角度から見ると三角形に見える。3次元構造で全方向強度が2次元パターンを上回る。材料・時間は多め必要。

オクテット(Octet)

キュービックに似るが四角形ベース。3Dインフィルで見た目も美しく、高強度用途にも有用。

ジャイロイド(Gyroid)

不規則曲線が交差する独特構造。強度・造形時間・材料の最適バランスを設計意図とする。見た目も最も「クール」なパターン。

同心円(Concentric)

造形物形状に沿った同心円ラインで充填(年輪状)。高速・少材料でプロトタイピング向け。

同一造形内で異なるインフィル密度を適用する手順(Cura)

Curaでは同一パーツ内でインフィル密度を変えられます(可変インフィル密度)。一見難しそうですが、手順はシンプルです。

例:デフォルトインフィル20%の花瓶を造形するが、底面のみ50%にして強度・安定性(底部重量増)を確保したいケースで解説。

  1. モデル選択 → 左ツールバーから「サポートブロッカー」選択。モデル上にブロック配置、スケール調整可能。ブロック覆った領域のインフィル密度を変更可能。
同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド
  1. ブロック選択 → 「スケール」クリック → 「均一スケーリング」チェック解除。X・Y・Z軸独立に拡大・移動し、対象領域を完全カバー。
同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド
  1. ブロック選択 → 左「モデルごとの設定」→ 「オーバーラップ設定の変更」→ 「設定選択」→ 「インフィル密度」チェック。左パネルに「インフィル密度」入力欄出現。希望値入力しスライス。
同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド

同一造形内で異なるインフィルパターンを適用する手順

インフィル密度と同様、インフィルパターンも領域ごとに変更可能です。同じ花瓶で、上部のみキュービックパターン、他はデフォルトにする例で解説。

手順は前セクションとほぼ同一ですが、「インフィル密度」でなく「インフィルパターン」設定を変更します。

  1. モデル選択 → 「サポートブロッカー」選択 → 花瓶上部にブロック配置。
同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド
  1. ブロックスケール調整で対象領域完全カバー。「均一スケーリング」解除し、X・Y・Z独立調整。
同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド
  1. ブロック選択 → 「モデルごとの設定」→ 「オーバーラップ設定の変更」→ 「設定選択」→ 新タブで「インフィルパターン」チェック。左パネルで「インフィルパターン」をキュービック等任意に変更しスライス。
同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド

造形全体で複数のインフィルパターン・密度を併用できるか?

Curaでは、造形全体で複数のインフィルパターン・密度を自由に併用可能です。前二節の手順を繰り返し、必要数のサポートブロッカー(設定調整用キューブ)を作成し、それぞれで設定を上書きするだけです。

このテクニックはインフィルだけでなく、造形速度、温度、壁数、壁厚、トップ/ボトム層数、インフィルオーバーラップ、サポート等、多くの設定で応用可能です。

スライサー基本操作をマスターしたら、可変インフィル密度・パターン等、より高度な設定へ進めます。設定はやや複雑ですが、習得価値は十分にあります。

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同一造形内で異なるインフィルパターン・密度を使う方法:Curaステップバイステップガイド

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