ニンジャボットを開発し発売するまでの間で実はとても難しかったのがフィラメントの選定です。半年以上にわたり弊社でもたくさんのフィラメントを取り寄せ試してみました。

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(1) まずはノズルに詰まりにくいもの
(2) エクストルーダーで正確にフィードできてスリップしにくいこと
(3) 素材自体の収縮が少なくオーバーハング形状でも造形しやすいこと
(4) 素材同士が溶け込みやすく積層跡が目立ちにくいこと
(5) スプールへの巻き取り方がきちんとしていること

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このような条件で試してみましたが、どのフィラメントも一長一短、帯に短し襷に長しで、『これだ！』というものが見つからず、半ばあきらめかけていた時に出会ったのがPolymakr社のフィラメントです。

届いたパッケージを見ただけで使う前から『これはよさそうだ』と直感的に感じられるくらい佇まいから品質の良さがわかるフィラメントです。

Polymakr社は米国シラキュース大学工学部卒業のメンバーを中心として設立されたフィラメントメーカーでフィラメントの素材にはネイチャーワークス（※）の素材が使われている信頼性の高い製品。PLAを中心に製品展開しています。

ネイチャーワークスLLCはカーギル（アメリカ合衆国ミネソタ州に本社を置く穀物メジャー、非上場の企業としては世界最大の売り上げを誇ります）およびPTT Chemical（最近ネイチャーワークスへ1億5千万ドルを投資することを発表）が所有し、100%毎年再生可能な資源を使用して石油由来のプラスチックや繊維に匹敵するコストと品質を持つ植物由来のポリマーを商業的に製造した初めての企業です。

フィラメントの分子構造を徹底的に研究し、プリンターヘッドのノズルの中間地点で柔らかくならず、先端部でのみ溶解するような独自のメカニズムとしているため一般的なフィラメントに比べ確実にノズル詰まりが激減します。素材の収縮や反りもたいへん少ない非常に使いやすい製品です。
使ってみてすぐに良さそうだと感じました。

PLAはトウモロコシなどの植物から作られるバイオプラスチックで環境に優しい素材です。手軽に扱えて異臭も少なく安全性の高い素材です。

現在の製品種類は3種類。

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(1) 一般的なPLAと同じように使える汎用性の高いPolyPlus
(2) ABSより約20％強度が高く曲げても割れにくい、ABSの代替として使えるPolyMax
(3) 柔らかく柔軟性のあるPolyFlex

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一般的な用途から、機械的強度が必要なもの、柔らかく柔軟性のあるもの、この3種類で大概の用途に対応できるかと思います。

また、今後リリースされるものとしましては、

• 木材の質感を持ち従来の木材調フィラメントのつまりを激減させたPolyWood
• 驚くほど簡単にきれいに手で除去できるサポート用フィラメントのPolySupport
• 手で形が変えられてお湯につけると形が元に戻る形状記憶フィラメントのPolyMorth

などが予定されていて、品質にこだわりのあるフィラメントメーカーです。
ニンジャボットはこのPolymakr社製のフィラメントをお届けできることになりました。

標準タイプの3Dプリンターでは本体をPCに接続し、PCからプリンターを操作しますのでPCが不可欠ですが、液晶コントローラー付のモデルであればSDカード経由でデーターを直接コントローラーに読み込ませ、プリント操作ができますのでPCとの接続の必要がありません。

PCとの接続の必要がないので設置場所も自由に選べます。複数台のプリンターを稼働させる場合など、基本的には標準タイプではプリンターの台数と同じだけPCも必要となりますが、液晶コントローラー付のモデルであればPCは1台で、何台もプリンターを同時に稼働させられますので大変便利です。

PC接続タイプの場合、3Dプリント中にPCで別の作業をしていて間違ってPCの電源を落としてしまったり、フリーズしてしまった場合などプリントもその時点で終了してしまいますが、液晶コントローラー付のモデルではそのようなPCの不具合、誤操作による影響の心配もありません。

※図1　PCとプリンターを接続するタイプのイメージ

※図2　スタンドアローンタイプのイメージ

ニンジャボットは剛性が高い構造で安定した形状でパーツの組み付けおよび設計に、計算された適切な’遊び’を持たせているため、きしみが少なく、駆動音は思いのほか静かです。

オフィスの片隅に置いて稼働させても、邪魔になりません。

FDM式の3Dプリンターでプリントできる素材はPLAやABSといった樹脂だけでなく、Woodや、HIPS、PVA、ナイロンやペット（ペットボトルの素材）、ポリーボネート、炭素繊維を混入したものなど、工業用用途として固く強度の高いものが日進月歩開発されてきています。

一方で、柔らかくて柔軟性のあるポリウレタンなどの柔らかい素材もどんどん開発されてきています。

ところで、その素材となるフィラメントをプリンターヘッドに送り込む重要な装置をエクストルーダーといいます。

3Dプリンターにはこのエクストルーダーをプリンターヘッドに直結させたものとプリンターヘッドを軽くするためにヘッドからとは離れた場所に取り付けられたbowden式の2種類があります。

ニンジャボットのエクストルーダーはプリンターヘッド直結タイプ。強力なトルクで多様々なフィラメントを直接プリンターヘッドに”引き込む”構造です。

遠くから押し出して”送り込む”bowden方式ではプリンターヘッドに送り込みにくい、コシがない柔らかい素材のフィラメントも直結型エクストルーダーならプリンターヘッドに上手に引き込んでプリントすることができます。

ニンジャボットは柔らかい素材も固い素材もどちらにも対応できるので扱える素材の幅が大きく広がります。（柔軟性のある素材は通常よりもプリント速度を遅めに設定する必要があります）

ニンジャボットの積層ピッチは最小0.05mm。手軽に高精度に立体物を作成できます。積層ピッチをコントロールするZ軸には遊びの少ない高精度な台形ねじを使用。正確に精度よく積層をコントロールします。

（造形物の仕上がりは積層ピッチの細かさだけでは決まるわけではありません。プリントスピード、フィラメントの溶解温度などのさまざまな条件も合わせ、複合的に最適に調整する必要があります）

ダブルヘッドモデルは異なる2色のフィラメントを利用して2色の造形物をプリントすることが可能です。また、2つのヘッドに別々の素材を使うこともできるので、造形材とサポート材に異なる素材を使うという方法も可能です。（※ダブルヘッドはスライサーソフトでの設定が若干難易度が上がります）

また、万が一片方のノズルが目詰まりした場合にも予備として、緊急時にもう片方を使用するというバックアップ的な使い方ができるというメリットもございます。

PLA専用で手軽に使えるノーマルテーブルタイプとPLA、ABS、PVA、Wood、PET、HIPS、ナイロンなど多彩な素材が使用できるヒーター付成型テーブルタイプの2つをご用意しました。

また、ガラスカバーもすべての機種に標準装備。平滑度が高く割れにくい厚さ5mmの強化ガラスを採用。

マグネットでガタつきなくしっかりとテーブルに固定されており脱着の際には工具を使用せず簡単に取り外せるので造形物の取り出しやテーブルのお手入れもラクラクです。

FDM式の3Dプリンターでプリントできる素材はPLAやABSといった樹脂だけでなく、Woodや、HIPS、PVA、ナイロンやペット（ペットボトルの素材）、ポリーボネート、炭素繊維を混入したものなど、工業用用途として固く強度の高いものが日進月歩開発されてきています。

一方で、柔らかくて柔軟性のあるポリウレタンなどの柔らかい素材もどんどん開発されてきています。

ところで、その素材となるフィラメントをプリンターヘッドに送り込む重要な装置をエクストルーダーといいます。

3Dプリンターにはこのエクストルーダーをプリンターヘッドに直結させたものとプリンターヘッドを軽くするためにヘッドからとは離れた場所に取り付けられたbowden式の2種類があります。

ニンジャボットのエクストルーダーはプリンターヘッド直結タイプ。強力なトルクで多様々なフィラメントを直接プリンターヘッドに”引き込む”構造です。

遠くから押し出して”送り込む”bowden方式ではプリンターヘッドに送り込みにくい、コシがない柔らかい素材のフィラメントも直結型エクストルーダーならプリンターヘッドに上手に引き込んでプリントすることができます。

ニンジャボットは柔らかい素材も固い素材もどちらにも対応できるので扱える素材の幅が大きく広がります。（柔軟性のある素材は通常よりもプリント速度を遅めに設定する必要があります）

ニンジャボットのワークエリア（プリント可能な大きさ）は200mm×200mm×200mmと300mm×300mm×300mmの2タイプ。容量にして8L。牛乳パック8本分の容量です。

クラス最大級のワークエリアがあり比較的大きな物をプリントすることが可能なのでビジネスユースにもお使いいただけます。（FDM200シリーズの場合、ダブルヘッドタイプで2つのヘッドを同時に使用する場合は168mm×200mm×200mmとなります。ダブルヘッドタイプで1つのヘッドのみをお使いいただく場合には通常のワークエリアと同じ大きさです。）