溶融堆積モデリング—簡単な紹介

溶融堆積モデリングは、愛好家、AM支局、および工業製造会社の間で、3D印刷で最も人気のある手法の1つです。このチュートリアルでは、プロセスの仕組みを詳しく見て、選択した素材と3Dプリンターを最大限に活用するための実用的なヒントをいくつか紹介します。

溶融堆積モデリングとは何ですか？

溶融堆積モデリングでは、加熱されたフィラメントを使用して手動で材料の層を構築することにより、3Dオブジェクトを印刷します。熱可塑性材料は半液体状態に加熱され、その後、押出ヘッドが加熱された印刷ベッド上に層を構築します。印刷中および印刷後の垂れ下がりを防ぐために、通常、水溶性のサポート材料が使用され、後で除去されます。

FDMで使用される熱可塑性プラスチックは、非常に用途が広く耐久性があり、高レベルの精度と安定性を実現します。 FDMを使用して作成された印刷パーツは、通常、かなり粗い仕上げになりますが、さまざまな後処理技術を利用できるため、より滑らかな仕上げを実現できます。印刷プロセスの最後に素材を含浸させたり、塗装やコーティングを行ったりするなど、色付けのオプションも多数用意されています。

FDMは、最終製品バージョンに使用されるのと同じ材料から機能部品を作成できるため、プロトタイピングプロジェクトで人気のある選択肢です。少量生産のアプリケーションにも使用されます。

適切な素材の選択

アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）は、その強度、耐熱性、および汎用性のおかげで、プロトタイプと製造部品の両方で長い間最も広く使用されているFDM材料です。 PLAはすぐ近くにあり、細部がたくさんある3Dモデルに適していますが、仕上げ部品は非常に壊れやすいため、機能部品には必ずしも適していません。ポリカーボネート（PC）とポリエーテルイミド（PEI）も人気のある選択肢です。特に、機械的強度が主要な懸念事項である場合、PCは選択するのに最適なFDM材料です。

特定のFDM材料の注目すべき品質の1つは、食品、飲料、および医療用途に適していることです。良い例としては、PC-ISO、PPSF、ULTEM 9085がありますが、現在FDM印刷に使用できるさまざまなナイロンフィラメントの人気がこの分野で急速に高まっています。

溶融堆積モデリングプロジェクトから素晴らしい結果を得る

最終的に選択する素材や使用しているプリンターの特定のモデルに関係なく、パフォーマンスを最適化し、可能な限り最高の最終結果を得るには、いくつかの実用的な方法があります。印刷用に3Dモデルを準備するときは、次の点に注意してください。

• 印刷プロセス中にフィラメントがノズルを詰まらせている場合は、押し出し速度と引き込み速度を確認してください。
• 印刷されたパーツにオーバーハングが入り込んでいる場合は、押し出し温度を少し下げてみてください。
• インフィル設定を選択するときは、パーツの目的を考慮してください。これは、完成した結果の全体的な強度を決定するのに役立ちます。機能的なアイテムの場合は、より高いインフィル設定（75％以上）が必要になりますが、それ以外の場合は、材料費を削減して印刷時間を短縮するためにインフィルを下げることができます。
• 適切なプラットフォーム接着設定が選択されていますか？印刷中にパーツの基部で反りが発生する場合は、間違ったプラットフォーム接着設定が選択されている可能性があります。そのため、パーツが印刷ベッドに適切に付着していません。
• 美的または機能的な理由から、後処理は必要ですか？ FDMを使用して製造された部品は、自然に多孔質の仕上げになっています。これは、部品が食品、飲料、または医療用途に使用されている場合に問題となる可能性があります。このような場合、印刷後に仕上げをシールする必要があります。
• 印刷領域が適切に換気されていることを確認してください。 FDMに使用される特定の材料（人気の高いABSを含む）は、印刷プロセス中に煙を放出し、敏感な人を苛立たせる可能性があります。常に適切に換気された場所で印刷し、必要に応じて手袋、安全ゴーグルなどをスタッフに提供してください。