かんたん3D工房「つくりん♪」

キーホルダーづくりで3DCADと3Dプリンタの基本を学ぼう！

「かんたん3D工房『つくりん♪』」は、オリジナルキーホルダーづくりを通して、3DCADと3Dプリンタの基本的な設計・製作の流れを学ぶ、中学校技術科向けのブラウザ教材です。

基本形状の選択と寸法調整、文字の押し出し、穴あけ、STLファイルの出力、さらに3Dプリンタによる積層造形の確認までを、一連の活動として体験できます。

かんたん3D工房「つくりん♪」　https://gijyutu.com/g-soft/3dcad/
Github：gijyutucom-byte/tsukurin

5つのステップで3DCADを体験

学習は、画面に表示される5つのステップに沿って進めます。

① オブジェクトをつくる

角丸、楕円、円、六角形、ハート、星の6種類からキーホルダーの基本形状を選びます。横・縦の長さや直径、本体の厚さをスライダーで調整し、3D表示で形を確認しながら設計できます。

② 文字を入れる

名前などの文字を入力し、平面の文字を「押し出し」て立体にします。その後、本体とグループ化することで、3DCADにおけるオブジェクトの**和算（足し算）**を体験できます。文字の押し出し高さも調整できます。

③ 穴をあける

キーリングを通すための円柱を配置し、本体から「引く」ことで貫通穴をつくります。ここでは、3DCADにおける**差算（引き算）**の考え方を学びます。穴の直径や位置も調整できます。

④ STLファイルで出力

完成した3DモデルはSTLファイルとして保存できます。ファイル名を自分で設定でき、そのまま実際の3Dプリンタでの製作につなげることができます。また，STL]ファイルの中身や。ポリゴンとしての三角形するなども表示されます。

⑤ 3Dプリンタの仕組みを確認

実機の3Dプリンタによる印刷動画に加え、自分で作成したモデルが一層ずつ造形される様子を確認できるCGシミュレータも備えています。Gコードモニターやレイヤー確認用スライダーもあり、3Dプリンタがどのように立体をつくるのかを視覚的に学べます。また，実際の３Ｄプリンタの動画も用意されています

3DCADの「考え方」を学ぶ導入教材として

「つくりん♪」のねらいは、単にキーホルダーをつくることだけではありません。
形状を選ぶ → 寸法を調整する → 押し出す → オブジェクトを足す・引く → STLに出力する → 3Dプリンタで造形する

という一連の流れを体験することで、3DCADとデジタルファブリケーションの基本的な考え方を学べるようにしています。アプリ内でも、基本形状を数値で調整し、文字を足し、円柱を引いて、完成した立体をSTLとして出力する流れが示されています。
一般的な3DCADソフトを使う前の導入教材として活用し、その後Tinkercadなどを使った自由な設計へ発展させる使い方も考えられます。
ブラウザ上で利用できるため、3DCADや3Dプリンタを初めて扱う授業で、設計から製作までの全体像を短時間で体験させたい場合にも活用できます。

投稿者：村松浩幸（信州大学）