サポート付きの 3D プリント

FFF 3D プリントの主な制限の 1 つテクノロジーは前のレイヤーの上に各レイヤーを印刷する必要性です。 ブリッジ、カンチレバー、または傾斜の大きい壁を作成する可能性はありません。

これを克服するために、前の要素の支持基盤として機能する印刷された支持構造を使用するのが一般的です。これらの構造はサポートとして知られています。

画像 1:3D プリント パーツのサポート。出典:3DHubs

サポートのパーツ

括弧は主に 4 つの部分で構成されています:

• サポート :片持ち層を支える構造です。

• きめ細かいサポート :ピースと接触するサポートの最後の層は、デンス サポートと呼ばれます。その名前は、これらの層が残りのサポートよりも密度が高いという事実によるものです。これは、材料費を大幅に増加させることなく、より大きな接触面を提供することによってパーツのサポートを改善するオプションのパラメーターです。

• 水平方向の分離 :これは、サポートの側壁とパーツの側壁の間のスペースです。ワークがサポートに横方向に付着するのを防ぎます。

• 垂直ギャップ:これは、サポートの上面とワークピースの間のスペースです。

サポートの種類

素材によって、支持体は可溶性と不溶性に分類されます。単一の押出機を備えたプリンターの場合、サポートは常に部品と同じ材料で製造する必要があります。デュアル押出機の場合、サポートは部品材料とは異なる材料で製造できます。このような場合、パーツが可溶化しない溶剤可溶材料を使用するのが一般的です (サポートについては、溶解後のフィラメントを参照してください)。

メディア構成パラメータ

可溶性または不溶性の材料を使用すると、基質の構成が調整されるため、さまざまなパラメーターと、それらが基質の挙動にどのように影響するかを知ることが非常に重要です。

各ラミネート ソフトウェアには、他のプログラムでは利用できない独自のパラメーターが含まれている場合があるため、使用しているソフトウェアのマニュアルを参照することをお勧めします。ただし、それらすべてに共通で、あらゆるタイプのサポートを構成できる一連のパラメーターがあります。

• 支持限界またはカンチレバー :これは、サポートが生成される壁の最大角度です。通常、30 ～ 60 の値が使用されます。レイヤーの高さが小さいと、サポートなしでより高い勾配を印刷できますが、レイヤーの高さが大きいと、勾配が小さくてもサポートが必要になる場合があります。

• インフィル タイプ/パターン :インフィルは低密度構造として構成されています。選択できるパターンは、パーツのインフィルで使用されるものと同様です。単方向 (線) は、背の高い部品では安定性が低くなる可能性がありますが、より迅速かつ簡単に削除できます。双方向 (グリッド) は安定性が高くなりますが、特に小さな穴では削除が難しくなる可能性があります。

• サポートの密度 :サポート内の空きスペースとマテリアルの比率です。密度が高いほど、より安定した支持体が生成されますが、材料費が高くなり、除去が困難になります。通常、30% 未満の値が使用されます。

• 高密度サポートのレイヤー数 :これは、ピースと接触しているレイヤーの数であり、サポートの残りの部分よりも密度が高くなります。少なくとも 3 を使用することをお勧めします。

• 高密度のサポート :これは、部品と接触するサポートの最後の層の密度です。一般に、不溶性基質には 30% を超える値が使用され、可溶性基質には 80% を超える値が使用されます。

• 縦の区切り :これは、サポートの最後のレイヤーとパーツの最初のレイヤーの間の距離です。一般に、不溶性支持体を使用する場合は 1 層に相当し、可溶性支持体を使用する場合はゼロに相当します。

デュアル エクストルーダー プリンターの場合、素材用と高密度素材用に異なるエクストルーダーを選択できます。これは、基質を可溶化する際の可溶性材料 (通常はコストが高くなります) と時間を節約するのに非常に役立ちます。したがって、サポート用のパーツを印刷するのと同じ押出機を選択し、高密度サポート用にのみ可溶性材料を使用する押出機を選択することをお勧めします。このように、この界面が溶解すると、サポートの残りの部分は、溶解する必要なく部品から簡単に分離されます。この構成では、少なくとも 5 層の高密度サポートを使用し、分離をゼロにすることをお勧めします。

可溶性サポートの一般的な問題

可溶性の素材、特に水溶性の素材は、印刷が難しいことがよくあります。一般的な問題のいくつかは次のとおりです:

• 湿気 ：これは水溶性物質のみに関係します。このような材料は特に湿気に敏感であるため、適切な条件下で保管する必要があります。さらに、数時間以内に水和する可能性があるため、印刷中に気密ボックスまたは乾燥剤を使用することをお勧めします。濡れたサポート フィラメントの最も一般的な結果は、ホットエンドの詰まりです。

• 接着不良 :温度だけでなく、密着性の面でも、適合するサポート材を選択することが非常に重要です。カンチレバーを印刷する場合、サポートはベースとして機能するため、接着不良は、印刷ベースの接着の問題によって引き起こされるものと同様の結果を伴う障害を引き起こします。水溶性フィラメントの場合、湿度によっても材料の接着力が失われます。これは特に PVA でよく見られます。

• ジャム :前述のように、湿ったフィラメント バッキングの主な結果の 1 つは詰まりですが、それだけが原因ではありません。ホットエンドを長時間印刷せずに高温に保つと、ジャムが発生する可能性があります。したがって、エクストルーダーを頻繁に交換しない場合は、非アクティブなエクストルーダーの温度を 30 °C 下げることをお勧めします。

注:このガイドでは一般的な概念について説明しており、特定のブランドやモデルに焦点を当てているわけではありません。メーカーやモデルによって、キャリブレーションや調整の手順が大きく異なる場合があるため、このガイドを読む前にメーカーのマニュアルを参照することをお勧めします。