Resin 3D プリンターにはサポートが必要ですか?

ほとんどの 3d プリント愛好家は、溶融堆積モデリングプリンターについて初めて耳にしたことで、この興味深い世界を発見しました。この技術は間違いなく現時点で市場で最も人気があり、おそらく今後もその傾向が続くでしょう。

それでもなお、両方の手法の違いを知り、それらがどのように機能するかについて基本的な理解を深めることが重要です。レジンプリンターについて話すときによく受ける質問の 1 つは、サポートの必要性 (または必要でないこと) に関するものです。

樹脂プリンターと、樹脂プリンターと FDM プリンターの主な違いについて詳しく説明します。しかし、最初に、本題に切り込んで、ここにたどり着いた質問に答えましょう:レジンプリンターにはサポートが必要ですか?

Resin 3d プリンターは、ほとんどのモデルを正常に印刷するために、ほとんどの場合、何らかの形のサポートを必要とします。さらに、ラフトに似たサポート構造 (PAD と呼ばれる) を使用して、パーツがビルドプレートから外れないようにしています。

レジン 3D プリンターにサポートが必要なのはなぜですか?

レジン 3d プリンターについて話すとき、それについて多くの誤った情報があります。それらは FDM の対応物よりもはるかに高価であるため、3d 印刷の世界へのほとんどの新規参入者はそれらを購入することを避けています.さらに、その使用もはるかに複雑です。レジン 3D プリンターを操作するには、以下が必要です:

排出されるガスの毒性のため、換気された空間
樹脂は皮膚を刺激し、放出されたレーザー光線が目を傷つける可能性があるため、手袋と保護めがねを使用してください。
プロセスに関連するテクノロジーに関する高度な研究と知識

この最後の点が最も重要であり、多くの人が印刷物にサポートを使用する必要性について疑問を持っているのはそのためです.彼らの中には、レーザーがレジンを即座に硬化 (硬化プロセス) し、サポートを配置する必要がないような特定のポイントであると信じている人もいます.

実際、レジン 3d プリントでも FDM 3d プリントでもサポートは必要です。原則は同じです:レイヤーを固定する素材がなければ、レイヤーを作成することはできません .

2 つの技術の違いは、プロセス中にサポートが異なる機能を持っていることを意味します:

従来の FDM 印刷では、重力の作用によりフィラメントが「落下」します。つまり、オブジェクトの特定の部分は、もたれるベースなしで空中に印刷されます。
一方、樹脂で印刷する場合、プリンタはオブジェクトを逆方向に印刷し始めます。つまり、「ベッド」は下向きに配置され、各レイヤーが印刷されるにつれて、この面が上昇します。最終的に、上下逆さまのオブジェクトが得られます。

もう少し理解を深めるために、次の例を見てみましょう:印刷したい架空のオブジェクトは、立っている人で構成され、腕は横にリラックスして垂れ下がっており、指は下を向いています。樹脂プリンター (FDM など) が最初に行うことは、靴底の印刷です。その後、硬化したレジンが付着したプレートが少し浮き上がり、靴の印刷が続きます。その後、足を下に (この場合は上に…) 続けます。これまでの FDM との唯一の違いは、印刷された人物が垂直軸で 180° 回転していることです。

膝と腰の間のどこかに、指先の最初の層を印刷する必要があります。プレートが持ち上げられると、プレートと新しく印刷されたレイヤーの間には何もありません。したがって、その層を「引っ張る」材料はありません。そのため、層が形成されたフィルムに指先が張り付いたままになり、その後の層でも同じことが起こります。

その結果、うまくいけば、腕がなく、彼の周りが完全に混乱している男性を手に入れることができます.多くの高価な材料が失われ、真新しいレジン 3D プリンターが近くの窓から飛んできて、イライラして怒りに満ちたままになるかもしれません.

レジン 3D プリンターでのサポートの必要性について理解を深めたところで、さまざまなサポート構造と、すべての 3D プリント愛好家が知っておくべき基本的なガイドラインについて、もう少し詳しく見ていきましょう。

レジン 3D プリンターはどのように機能しますか?

前の説明を理解していれば、なぜレジン 3D プリントにもサポートが必要なのかがわかります。しかし、これらのプリンターがどのように機能するかについてもう少し知ることも役立つと思います.面白いと思うだけでなく、それらの 1 つで印刷しようとするときに間違いを犯すのを防ぐことができます.

レジン 3D プリンターは、光重合と呼ばれるプロセスに基づいています。このプロセスは、液体レジンを直接光に当てることで硬化させます。各層の形成精度は、投影される光ビーム (通常はレーザービーム) のサイズが非常に小さいことと、機械部品を備えていることから、FDM プリンターよりも優れています。

FDM プリンターの場合の押出機やホットエンドのような移動質量がないため、振動が発生してオブジェクトに伝達されないため、レイヤーが何度も同じように正確になります。レーザーは、層を形成する正確な場所に向けて光を反射および誘導するミラーによって導かれます。

レイヤー間の結合は化学結合によって行われるため、完全に高密度で防水性があります。ただし、薄い空気 (この場合は樹脂) の上に印刷することはできないため、各レイヤーの下に構造が必要です。これが、印刷したいほぼすべてのオブジェクトにサポートを配置する必要がある理由です。

レジン3Dプリンターのサポートの基本

最初に、最初のレイヤーが正しく印刷されていること、およびビルドプレートへの接着がオブジェクト全体を引っ張るのに十分なほど強力であることを確認する必要があります。

ビルドプレートへの適切な接着を実現するために、Prusa Slicer (およびほとんどすべての樹脂スライサー) には PAD と呼ばれる機能が含まれています。基本的にはラフトで構成されていますピースのサポートが含まれます。 PAD なしで印刷するのは不便です離脱のリスクが大幅に高まるからです。さらに、完成したオブジェクトを取り外すときに、サポートと PAD のみを損傷するため、オブジェクトの表面を損傷することはありません。（ラフト）

もう 1 つの重要な設定は、オブジェクトの向きです。 FDM プリンターを使用する場合は、可能な限り多くの材料をベースに配置することが重要です (レイヤーの接着性を高めるため)。樹脂プリンターでは、サポートの数を最小限に抑え、FEP フィルムをはがしやすい層を作成するために、オブジェクトを 10 ～ 30 度の角度で回転させる必要があります。

大きなレイヤーをビルドプレートに平行に配置することは常に避ける必要があります。レジン印刷の最適な向きをまだ見つけていない場合、PrusaSlicer にはパーツの向きを自動的に調整するオプションがありますが、多くの場合、最適ではない方法で行われ、不必要に印刷時間が長くなります。

サポートの数を減らして材料を節約しようとしないでください (樹脂はプラスチックフィラメントよりも高価であることは承知しています)。失敗したプリント全体ではなく、サポートにもう少し材料を浪費することをお勧めします。また、レジンプリンターはフィラメントプリンターよりもオーバーハング障害の影響を受けやすいため、特定のスポットに注意してください。

サポートなしでレジンプリントできますか?

前に見たように、ビルドプレートを上に動かして、オブジェクトを下から印刷します。各層は、非粘着性を持つ FEP (フッ素化エチレンプロピレン) と呼ばれる材料のフィルム上で硬化されます。

Z軸が上昇すると、FEPフィルムと前の層の間に形成された層がフィルムから剥がれます。ビルドプレートの接着力が FEP の接着力よりも高いことが非常に重要です。この正確な理由により、最初の層の硬化時間は長くなります。

逆に、FDM 機で印刷する場合は、可能な限りサポートの使用を避けます。見栄えが悪く、印刷中に壊れたり、印刷面に跡が残ることがよくあります。

これを念頭に置いて、優れたベースと適切なジオメトリを備えた作品を印刷したい場合、加熱されたベッドへの接着に問題がなくても、サポートなしで印刷できます.一方、SLA プリンターを使用するときに同じロジックを使用するのは便利ではありません。最初の層が最大で、硬化時間が最も長く、FEP フィルムに接着しすぎると、ビルドプレートから剥がれる可能性があります。これは、FDM プリンターと同じ結果をもたらします。つまり、印刷全体が台無しになります。

サポートは、下に材料がない状態での印刷を回避する方法として機能するだけではありません。また、最初の層のサイズを小さくして接着の問題を回避するためにも使用されます。

最後に、従来の FDM プリンターの場合と同様に、オブジェクト上の投影の角度は、スライスプロセス中に考慮する必要があります。接着を確実にし、層間剥離を防ぐために、レイヤー間の十分なオーバーラップを保証する必要があります。結論として、SLA プリンターを使用する場合は、ほぼ常にサポートを使用することをお勧めします。

よくある質問

レジンプリンターのサポートはフィラメントプリンターとは異なりますか?

私のように、YouTube で 3D プリントのタイムラプスビデオを見て時間を無駄にしたことがあるなら、サポートの構造が FDM と SLA で大きく異なることに気付くでしょう。 Cura や Simplify3d などのフィラメントプリンター用のスライサーは、高速で効率的なため、ラインまたはグリッドサポートを生成します。

一方、レジンプリンターは「ツリーサポート」と呼ばれる枝分かれした構造を採用しており、以降のレイヤーの重量に耐えられる十分な剛性を備えているという機能も果たしています。サポートが取り外された後の最終オブジェクトの欠陥を減らすために、それらは小さな場所でのみオブジェクトと接触します。

FDM 印刷でツリーサポートが広く使用されていないのはなぜですか?

Cura が機能として「ツリースタイル」のサポートを提供していることに言及する価値があります。一見、樹脂製のものと非常によく似ていますが、同じではないことがわかります。樹脂製の支柱はより薄く、「小さな枝」で結合されているため、剛性と強度が向上しています。 3D プリントフィラメントは機械的特性が異なるため、同じ応力に耐えるにはより厚い必要があります。

また、樹脂製のサポートは、モデルの重量に耐えて壊れないようにする必要があるため、ほとんどの場合、引っ張り強度を最大限に高めるように生成されます。一方、FDM プリンターは、機械の機械的プロセスによって生成される振動と加速度に抵抗する構造を生成する必要があり、より大きな体積を持つツリーサポート構造の生成につながります。これは、より多くの印刷時間とより多くの材料消費を意味します。これが、ツリーサポートが他のサポート構造ほど人気がない主な理由です。

結論

ここまでで、SLA マシンの内部の仕組みと、ほとんどの場合にサポートが必要な理由についてかなり理解できたと思います。つまり、FEPフィルムを剥がすためにはサポートが必要であり、それは層を硬化させるための材料に他なりません。さらに、接着するための前のレイヤーがなければプリントのセクションに必要です。