ヒートベッドを使用した 3D プリント:PLA と ABS の最適温度

3D プリントに関連する記事をいくつか読んで、プロセスの詳細に少し触れたことがあるなら、加熱されたベッドの存在を知っているはずです。このコンポーネントは、3D プリンターのビルドプレートの表面を加熱します。これには多くの利点があります。また、加熱ベッドの温度を変更できること、フィラメントごとに異なる設定が必要であることもご存知かもしれません.

では、PLA と ABS で印刷するための加熱ベッドの最適温度は?

プリントに最適なベッド温度は、PLA の場合は 60°C、ABS の場合は 100°C ～ 110°C です。これらの設定により、第 1 層の接着が大幅に改善され、3D プリンターの成功率が向上するためです。 ABS の場合、最大 8% 収縮する可能性があるため、印刷中にオブジェクトの温度を維持するために加熱ベッドが必要です。

気温が低いと暖房ベッドのメリットが少なくなり、気温が高いと「象の足」などの一般的な問題が発生します「.

暖房ベッドが重要な理由と時期

3D プリンターは (ほぼ) 温度がすべてです。まず、オブジェクトを形成するフィラメントを溶かすための温度が必要です。それを担当する特定の部分はホットエンドと呼ばれ、押出機のコンポーネントの 1 つです。

適切な温度設定は、これまでで最高の 3D プリントオブジェクトと列車事故の違いになる可能性があります。ホットエンド温度設定の重要性については、別の機会に説明します。

それでは、温度も重要な別の 3D プリントコンポーネント、加熱ベッドに移りましょう!

オブジェクトは、「ベッド」と呼ばれる平らな面に印刷されます。熱いプラスチック層を 1 つずつ、前の層の上に配置します。温度変化に対する素材の反応の違い、表面への接着力の低下、または冷却中の収縮により、このプロセスはしばしば失敗し、表面からオブジェクトが緩み、プリントが台無しになります。

これは、適切な言葉がないため、最適ではないことに気付くかもしれません。これを防ぐために、ベッドの下に暖房コンポーネントを取り付けることができます。運が良ければ、プリンターに既にあるかもしれません!

この加熱メカニズムにより、最初の層の接着性が向上し、冷却に対する通常の反応による熱可塑性樹脂の収縮が減少します。

わかりやすくするために、この謎のコンポーネントを「加熱ベッド」と呼びます。コンポーネントの名前がわかっただけでなく、プリンターにインストールされたので、各フィラメントタイプの最適な温度がわかったはずです。

PLA は、現在最も一般的で人気があり、使いやすい熱可塑性樹脂であるため、最初に PLA について話しましょう。初心者の方は、テスト中に安価な材料を無駄にするので、ここから 3D プリントの基本を学ぶことをお勧めします。

PLA は、特定の要件を満たす必要がないあらゆる部品に最適な素材です。 PLA で印刷されたオブジェクトは、ぐったりする前に最大 60ºC に耐えることができます (別名「ガラス転移温度」そのため、主に装飾品、漫画本のミニチュア、LED ランプ、電子ケース、および汎用サポートの印刷に使用されます。

やすりがけして、一般的なアクリルまたは合成塗料で塗装できます。そして何よりも、PLA は作業と印刷が最も簡単な 3D プリント材料です。少し調べて練習すれば、このプラスチックを支配し、本当にまともなオブジェクトを印刷できます.

PLAの理想的なベッド温度

前述したように、一部の 3D プリンターには加熱ベッドがありません。ダメというわけではなく、印刷面を加熱しなくても使える素材があるということです。

PLA は、冷却してもあまり収縮しないため、これらの材料の 1 つです。それにもかかわらず、冷たい表面に印刷すると、加熱プロセスによって解決されることが多い他の問題につながる可能性もあります.

たとえば、冷たいベッドを使用する場合は、ベッドを適切に水平にすることがより重要です。オブジェクトの鋭いエッジがベッドにしっかりと接着されていないと、遅かれ早かれ反り始め、プリント全体が剥がれる可能性があります。ノズルはそのエッジを数回通過し、この問題を加速させます。

では、正しく水平で、しっかりとした、安定した暖房ベッドがあると仮定します。すべての PLA フィラメントブランドで機能する魔法の数字を言うことはできませんが、ベッドの温度を約 60ºC に設定することで最良の結果が得られます.

一部のブランドは多かれ少なかれ温度を必要とする場合がありますが、70ºC を超えると、「象の足」として知られる別の問題が発生する可能性があります。」。ベッド温度の設定が高すぎると、最初の層が溶け始め、ピースの重さでそれらが押し下げられます。最終的なオブジェクトは、ベースが厚くなり、必要以上に低くなります。これを検出した場合は、ベッドの温度を低く設定してください。

一方、ベッドの温度を 50 ℃ 未満に設定することは避けてください。ベッドの接着性が大幅に向上するわけではありません。

大型の 3d プリンターは、部屋の空気と常に熱を交換する印刷面が大きくなります。これによりベッドが冷やされるため、大きなプリンターを使用する場合は、おそらくこの値を大きくする必要があります.

印刷品質に影響を与える外的要因

ほとんどの 3d プリンターはデカルト型で、筐体なしで販売されることがよくあります。 Prusa I3、Ender 3、または CR-10 は、このタイプのプリンターの一般的な例です。エンクロージャーがないため、印刷プロセスが外部の影響を受けやすいままになります。

したがって、作業スペースを設定するときは、3d プリンターの場所に特に注意してください。ドアや窓から離すだけでなく、部屋の開口部の間の気流の真ん中に置くことも避ける必要があります。窓やドアを開けると、そよ風が発生して印刷ベッドから熱が奪われ、レイヤーやベッドの接着力が突然低下する場合があります。

プリンターの最大の敵の 1 つは、AC システムです。両方を同じ部屋に置くことが避けられない場合は、プリンターを AC の冷たい風から離すか、その真下に置きます。それでもレイヤーの接着の問題に直面している場合は、AC をオフにしていくつかのオブジェクトを印刷してみて、成功率に影響があるかどうかを確認してください。

考慮すべきもう 1 つの要因は湿度です。湿ったフィラメントはもろくなり、故障しやすくなったり、役に立たなくなったりする可能性があります。スプールを部屋の空気と接触させたままにしておくことは、特に湿気の多い気候ではお勧めできません。私は常にスプールを大きなプラスチックの箱の中に入れ、プラスチックを乾いた状態に保つためのシリカゲルの袋を入れておくようにしています.

PLA には 3D プリントエンクロージャが必要ですか?

簡単な答えは NO ですが、もう少し掘り下げてみましょう!

不要な外的影響を排除するための決定的な解決策は、プリンターを密閉することであることは事実です。

エンクロージャーを使用することの多くの利点の中で、ほとんどの熱を内部に保持することで、印刷中の作業温度を維持できることがわかりました。これにより、印刷全体の急激な温度変化が減少し、印刷条件が非常に安定して予測可能に維持されます。

一部の 3d プリンターには既にエンクロージャーがありますが、ほとんどの売れ筋マシンに適合する標準的なエンクロージャーを購入することもできます。非常に手頃な価格で、使用したくない場合は取り外すことができます*。

別のオプションは、独自のエンクロージャを構築することです。基本的に、どのボックスでもこの目的に使用できます。火災の原因となる可能性があるため、エンクロージャー内の温度が上がりすぎないように注意してください。

段ボール箱がこの目的のために再生されているのを見たことがありますが、明らかな理由からそれらをお勧めすることはできません.理由が私が思うほど明白でない場合は、次のようになります:非常に可燃性の物体で暖房機を囲むことは、明らかな火災の危険です!

安価な材料を使用してお金を節約する場合、部屋の追加の防火が必要になる場合があります。この事実に関係なく、消火器を近くに置いてすぐに使えるようにしておくことは常に良い考えです.

www.instructables.com には素晴らしい DIY のアイデアがいくつかあります。苦労して稼いだお金を標準的なエンクロージャーに費やす前に、それらを見て少し閲覧してください.

いずれにせよ、プリンターを乾燥した暖かい部屋に置く場合、PLA を印刷するときに筐体を使用する必要はありません。

この熱可塑性樹脂は、特に加熱されたベッドを使用する場合、冷却してもあまり収縮しないため、ベッドを正しく水平にすれば深刻な問題は発生しません.

本当に寒い地域に住んでいて、他の解決策が適用できない場合を除き、エンクロージャーにお金をかけることはお勧めしません.現在、ほとんどの人は PLA を唯一の印刷材料として使用しているため、マシンを適切に調整し、正しい温度設定を取得することで、ほとんどの印刷の問題を解決できます。

さまざまな素材についてさらに学び、視野を広げたい場合、論理的な次のステップは、より要求の厳しいプラスチックである ABS を使用することです。

ABS の理想的なベッド温度

ABS (アクリロニトリルブタジエンスチレン) は、PLA が導入される前の主要な 3D プリント材料でした。 PLA にはない非常に優れた特性がいくつかあるため、この熱可塑性樹脂は多くのメーカーに人気のある選択肢となっています。

PLA とは対照的に、ABS は冷却すると最大 8% 収縮します。これにより、加熱されたベッドとエンクロージャなしで印刷することはほぼ不可能になります.印刷中は対象物の温度を維持する必要があります。目安として、ベッドの温度を 100°C に設定してください。

ちなみに、PLA で印刷する場合とは対照的に、ABS で印刷する場合は冷却ファンをオフにする必要があります。

なぜ PLA ではなく ABS で印刷する必要があるのですか?

ABS で印刷することの難しさを述べたので、ABS を避け、常に PLA を使用するのは当然のことのように思えるかもしれません。公平を期すために、ABS が現在でも人気のある選択肢である理由をいくつか説明します。

ABS のスプールの価格は、ほとんどの場合、PLA のスプールよりも安価です。また、低温でも粘り強さを維持する丈夫な熱可塑性樹脂でもあります。

ABS は形状を失う前に高温に耐えることができます (ガラス転移温度 ）、耐衝撃性に優れているため、メカニズムの印刷、直射日光にさらされる部品、または車内にある物体の明確な選択となります。屋外のオブジェクトも通常、PLA ではなく ABS でできています。

また、PLA プリントには適用できないユニークで実用的な後処理技術も提供します。アセトンは、ABS オブジェクトの表面を滑らかにするために使用できます。さらに、PLA と同じように、ABS を研磨して塗装することもできます。

ABS 印刷の設定

私の経験によると、以下の設定を使用して最良の結果が得られます。フィラメントのブランドと 3D プリンターによっては、おそらくわずかに変更する必要があることに注意してください。

押出機の温度:フィラメントの色やブランドに応じて、230 ～ 245 ℃。
速度:40/50 mm/秒
収縮:PLA (6.5mm) と同じ設定
印刷中は冷却ファンをオフにします。
ベッドの温度:100℃
オブジェクトの周りに 3 mm のつば
オブジェクトがあまりにも尖っていたり小さすぎたりする場合は、ラフトを使用してください。

密閉型プリンターを使用するか、ABS で印刷するために筐体を構築する必要がありますか?

多くの人 (特に古い学校のメーカー) は、筐体は必要なく、何年も Prusa Mendel のクローンを使用して ABS で印刷しており、反りが原因で失敗したことは一度もないと言うでしょう。私の意見では、印刷体験をより簡単にするためにいくつかのことが作成されました.

すべての設定を支配することで最高の ABS プリンターになれるかもしれませんが、それには多くの時間、労力、無駄な材料が必要です。または、同梱のプリンターを購入する (またはマシンを同封する) だけで、いくつかの詳細を調整するだけで同じ結果を得ることができます.

上記の段落の言い方は、囲いを持つことへの偏見を明確に示しています。それには正当な理由があります。なぜ不必要な困難にさらされるのでしょうか?プリンターは手段の目的であるべきであり、それ以外の目的であってはなりません!

したがって、ABS を使用して印刷する場合は、プリンターを同封してください。そよ風、ドア、空気の流れ、または AC は、プリントに影響を与えるほど強くありません。

エンクロージャーはすべての熱を内部に保持し、オブジェクト全体の動作温度を維持します。熱損失を最小限に抑えることで、密閉型プリンターは、設定した動作温度に到達するために必要な電力も少なくなります。 ABS は PLA よりも安定した状態を必要とするため、エンクロージャーを購入/作成する価値があります。