Raspberry PiとOctoPrintで3Dプリンターを快適に制御する方法

3Dプリンティングは、初心者にとってハードルが高い趣味に思えるかもしれません。しかし、仕組みさえ理解してしまえば、非常に楽しくやりがいのある趣味へと変わります。入門者の中には、Windows 10で手軽に使えるプラグアンドプレイ式の3Dプリンターを購入したいと考える方も多いでしょう。例えば、Monoprice Select Mini Pro（約250ドル）や、3Dプリントに加えてレーザー彫刻・CNCフライス盤機能も備えたSnapmaker 3in1（約800ドル）などが挙げられます。どちらもエントリーモデルとして優れた選択肢ですが、造形サイズが小さいため、大きなパーツを印刷したくなったとき、すぐにより大型の機種が欲しくなるはずです。

初心者向けの3Dプリンターをお探しなら、Creality 3D Ender 3をおすすめします。適度な造形サイズを持ちながら、安定した品質の印刷が可能です。さらにEnder 3は「自己複製型」プリンターでもあり、自分自身のアップグレードパーツや交換パーツを印刷することもできます。しかもDIYキット形式で販売されており、3Dプリンティングの仕組みを学ぶにはこれ以上ない方法だと筆者は考えています。

筆者がCreality 3D Ender 3を手に入れたのは、結婚式のギフトレジストリを通じてでした。具体的に何を印刷するかは決めていませんでしたが、おおよそのイメージは持っていました。中価格帯のベストな3Dプリンターを調査した結果、たどり着いたのがEnder 3です。ただし、多少の学習曲線はあります。「買ってすぐに完璧な印刷物ができる」と期待しているなら、現実を思い知らされることになるでしょう。YouTubeにはEnder 3の詳細レビューや基本的な印刷例、プリンターのアップグレード方法を紹介した動画があるので、参考にすると良いでしょう。価格は200〜250ドル前後で、ある程度の組み立ては必要なものの、コストパフォーマンスは抜群です。

Ender 3を使い始めて困ったのが、プリンターの前にいない状態で印刷の開始・停止ができないという問題でした。多くの3Dプリンターの課題は、メーカーがPCから効果的にプリンターを操作できるインターフェースを提供していない点にあります。従来の印刷手順は以下の通り、かなり面倒です。

1. Thingiverseなどでモデルを作成またはダウンロードする
2. 温度設定やスケールなど、自分のプリンターで正常に印刷できるよう編集する
3. ファイルをPCからmicroSDカードに転送する
4. microSDカードをPCから取り外し、プリンターに挿す
5. プリンターの操作メニューから印刷を開始する

この流れがストレスになるのは、設定ミスや温度のずれ、その他のトラブルが発生した場合、手動で印刷を停止して、一連の作業を最初からやり直さなければならないからです。重要なデータはすべてmicroSDカード上にあるためです。これは筆者にとって最大の不満点で、OctoPrintに出会うまで悩まされ続けました。しかし、それ以降、すべてが変わりました。

OctoPrintとは？

OctoPrintは、3Dプリンター向けのオープンソースWebインターフェースです。ドラッグ＆ドロップでファイルを送信したり、温度設定を自由に変更したり、印刷ジョブの開始・停止を操作できます。直感的で最高のツールです。OctoPrintを使うのに必要なのはRaspberry Piだけで、Wi-Fi経由で3Dプリンターにアクセスできるようになります。セットアップに必要なものは以下の通りです。

• Raspberry Pi 3Bまたは3B+
• 8GB以上のmicroSDカード
• OctoPi（OctoPrint本体と必要な依存関係すべてを含む、RaspbianベースのmicroSDカードイメージ）

詳細については、OctoPrintのダウンロードページを参照してください。

Windows上にもOctoPrintをインストールできますが、Windowsでは動作が不安定になり、予期しないバグやクラッシュが発生することがあります。Raspberry PiにWindows 10 on ARMをインストールできるというニュースは話題になりましたが、筆者の意見では、Raspberry PiにとってWindows 10 on ARMは最良のOSとは言えません。Windows IoT CoreやWindows 10 on ARMをインストールすることも可能ですが、Raspberry Piは、同機器専用に開発されたLinuxベースOSのRaspbianでこそ最高のパフォーマンスを発揮します。筆者はRaspberry Pi 3Bを使用していますが、OctoPrintはRaspbian上で何の問題もなく安定して動作しています。

OctoPrintのセットアップ手順は次の通りです。まずOctoPiのイメージファイルをダウンロードし、ダウンロードページの手順に従ってディスクイメージをmicroSDカードに展開・書き込みます。次にWi-FiのSSIDとパスワードを設定し、microSDカードからPiを起動します。Raspberry PiがWi-Fiネットワーク上で認識されれば、3Dプリンターに接続し、あらゆるデバイスからプリンターの設定や印刷プロジェクトを管理できるようになります。設定によっては、外出先からのリモート操作も可能です。ただし筆者は、無人のまま3Dプリンターを稼働させることへの火災安全上の懸念から、モバイルアクセス機能は使用していません。

実際に使ってみた感想

筆者にとって、OctoPrintは3Dプリンティング用インターフェースの決定版です。Webブラウザを通じて、3Dプリンターのほぼすべての側面をコントロールできます。残念ながらMicrosoft Edgeでは快適に使えず、Google Chromeを使った方がはるかに安定して動作します。OctoPrintがあれば、ノズル温度の調整、残り時間の確認、必要に応じた印刷の停止や温度・速度の変更などが自由自在に行えます。全体的に、印刷品質にも大変満足しています。以下はその印刷サンプルです。

上記の印刷物（Creality 3D Ender 3のパグ）は、小さなパーツを安定して印刷できるようになった後に挑戦した大型プロジェクトです。当初は、最適な温度や各種設定を見つけるために試行錯誤の連続でした。安定した印刷品質を得られるようになってから、徐々に大きな作品に挑戦するようになりました。

Raspberry Piは非常に優秀なシングルボードコンピューターなので、Webカメラを追加してOctoPrint上で印刷の様子をリアルタイムで監視することもできます。さらに、OctoPrintには多彩なプラグインが用意されており、ブラウザインターフェースから3Dプリンターの機能を拡張できます。全体として、Raspberry PiとOctoPrintを組み合わせてWindows 10 PCから3Dプリンターを操作するのはとても便利です。最初から完璧に印刷できるわけではありませんが、自分のプリンターに合った設定が見つかれば、3Dプリンティングはきっとやりがいのある趣味になるはずです。作りたいもののアイデアは、Thingiverseでたくさん見つけられますよ。