3Dプリンタが見せる「見えない世界」 3Dプリンタで「DNAの模型」を作ってみました!

3Dプリンタが見せる「見えない世界」 3Dプリンタで「DNAの模型」を作ってみました!

海外では教育現場でも少しずつ利用が始まっている、3Dモデリングや3Dプリンタ。
実際にどのように使うことができるのでしょうか。リバネスの実験教室で利用した事例を紹介します。
今回は生き物の設計図であるDNAの2重らせん構造と、塩基(ATGC)の相補性を理解しやすい教材を3Dプリンタで作製しました。

1:作りたいものをイメージする

mk4_1


コンピュータでモデリングできるものの多くを3Dプリンタを使って作ることができます。環境に配慮した材料=PLAを使用するなど教育向けです。

2:調べてみる

mk4_2

海外のウェブサイトでは作品を紹介しているページがあります。個人利用等の制限はありますが、データを自由にダウンロードできるものもあります。

3:モデリングする

mk4_3

3Dモデリングソフト(3Dデータを作るソフトウェア)を使って、3Dデータを作ります。無料のソフトウェアも多数公開されています。簡単に設計できるように工夫されているので、慣れると色々な形を作れます。今回は5種類のチップの3Dデータを作りました。

4:データを変換

データが完成したら、3Dプリンタで出力するために「.STL」という拡張子のファイルに変換する必要があります。全ての3DモデリングソフトはSTL形式での保存が可能です。ただし、一度STL形式で保存すると変更ができなくなりますので、その後も編集する場合は、ソフト専用の保存形式でも保存してください。

5:プリントする

mk4_4

いよいよ出力(印刷)です! 3Dプリンタの専用ソフトを起動し、STLファイルの印刷イメージを確認します。印刷しやすいサイズ、配置、サポート材などを調整します。その後、印刷用にデータをスライス(次頁参照)し、出力を開始します。大きいと一晩位かかりますが、このサイズ(30㎜×30㎜×2㎜程度)でしたら30分程度で出力できます。

6:完成!!

mk4_5

出力を終えたら、余計なサポート材などを取り除いて完成です!

ダイゴの大実験で一連の流れを見られます!

DNA模型のデータもダウンロードできます!
https://goo.gl/4vJOAY

オススメのソフトウェアや3Dプリンタを紹介します

調べてみる→Thingiverse ストラタシス株式会社

mk4_6

アメリカのMakerBot(ストラタシス社)が運営している3Dプリンタ用のデータ共有サービスです。無料でダウンロードできるファイルが70万以上あります。世界中でデータを共有し、好きな場所で同じように出力できるのが3Dプリンタの醍醐味です。

モデリングする→作ってみよう株式会社アバロンテクノロジーズ

mk4_7

教育用に作られた日本初の3Dモデリングソフトです。教育目的のため「座標」の概念を理解することを念頭に置き、座標指定で様々な部品を配置します。問題形式で楽しみながら3Dモデリングを理解できます。データをそのままでSTL形式にして出力も可能です。

プリントする→Fabrica ビトム株式会社

mk4_8

「ワンクリックでアイデアをカタチに」Fabricaは、パソコンやタブレットなどの携帯端末からインターネット経由で3Dプリントすることができます。データ共有画面から、データを選択して「プリント」するだけ。教育機関の先生が、簡単に運用状況を把握でき、生徒とデータをひもづけて管理できるので、セキュリティ対策にも役立ちます。慶應義塾大学SFCキャンパスの図書館での試験導入期間を経て、秋には正式にリリースされる予定です。学校での3Dプリンタ活用の強力サポーターになることまちがいなしです。

MakerBot Replicatorメーカーボットジャパン

mk4_9

業務用3Dプリンタ世界シェアNo.1のストラタシス社による、個人向けのプリンタです。無線LANとUSBどちらでも接続できます。STLファイルがあれば、直接USBをさして出力することも可能です。海外の学校に導入が進んできています。

BS01ボンサイラボ株式会社

mk4_10

日本メーカーによる日本の部品にこだわった、パーソナル3Dプリンタ。安価で動作が安定しており、自作しても良し、完成品を使うも良し。ユーザーの交流が盛んで、困ったらすぐ対応してくれるきめ細やかさが日本らしいです。デザインが可愛らしいのも特徴です。

【開発者コメント】

mk4_11目に見えないDNAを写真や図だけではなく、手で自由に触って理解できるような教材にしようと思い、作りました。手で触ることで能動的にDNAの性質について理解を深めることができます。

特集:「ものづくり」で 教育はどう変わるのか

3Dプリンタを使った教育を実践されている先生へ

3Dプリンタ使った教育プログラムについて取材させてください。3Dプリンタに関連するサービスのモニターも募集中です。
ご協力いただける先生は、問い合わせフォームよりご連絡ください。
お問い合わせ先 株式会社リバネス 担当:藤田・立花