強力な3Dプリントを作成するための5つのヒント

3Dプリントは機能中に崩壊してはならないため、3Dプリントの構造的完全性は重要です。 3D印刷は、その品質の高さから広く受け入れられている人気のある製造プロセスです。 3D印刷された部品の強度を向上させるという点では、さまざまなことが起こります。

この記事では、強力な3Dプリントを作成する方法について詳しく説明します。これは、個人用3Dプリンターを持っている場合や、ラピッドプロトタイピングサービスにアウトソーシングしたい場合に役立ちます。パーソナル3Dプリンターをお持ちの場合は、設定を微調整して最良の結果を得る方法を学びます。プロジェクトをアウトソーシングしたい場合は、さまざまな材料や最近の後処理技術に関する情報を入手して、プロトタイピングサービスとのコミュニケーションを改善する方法を知ることができます。 3Dプリントパーツを丈夫にする方法の簡略版をご覧ください。

プリンタ設定を調整する

個人の作品に3Dプリンターを使用すると、個人の製品製造においてより効率的かつ効果的になります。ただし、その使用に関する知識を持って3D印刷に深く精通していない限り、強力な3D印刷を作成するのに少し問題が生じる可能性があります。 3Dプリンターには、高品質で強力な印刷を行うために微調整できる多くの設定があります。以下は、それらを使用して強力な3Dプリントを作成する方法です。

インフィル密度を上げる

3Dプリントの強度を上げる1つの方法は、内部密度を上げることです。内部密度の範囲は0％から100％で、0は完全に中空、100は完全に中実を意味します。

理論的には、塗りつぶし密度を100にすると、3Dプリントが非常に強力になります。ただし、実際には、ほとんどの設計者は、70％を超えると、3Dプリントの強化への影響が少ないことに気づいています。代わりに、フィラメントの使用、印刷時間、コスト、および3Dプリンターの負担が大幅に増加します。

注：強度を高めるために少なくとも20％の充填密度を設定し、可能であれば、充填密度を上げる前に壁の厚さ（以下で説明）を微調整します。

壁の厚さを増やす

3D印刷物の壁の厚さは、「壁の線の数」と「外側の線の幅」で測定されます。壁の厚さを示し、壁を増やすことが強力な3Dプリントを作成するための重要な方法です。 3D印刷された部品は内側よりも外側に大きなひずみがあるため、壁の厚さを増やすと強度が増します。

壁の厚さを増やすと、印刷物が強化されるだけでなく、オーバーハング（印刷が難しい3Dモデルの形状）と水密性も向上します。

注：通常の製品の場合、少なくとも壁の厚さが1.2mm以上である必要があります。その後、強度を上げるために増やすことができます。

より薄いレイヤーを使用する

薄層を使用すると、後続の層間の接着性と密度が向上し、3Dプリント部品が強化されます。設計者は、0.1mm（100ミクロン）まで下げると強度が最大になると述べています。ただし、印刷時間も補完的に増加します。

強力なインフィルパターンを使用する

3Dプリントを補強する別の方法は、適切なインフィルパターンを使用することです。インフィルパターンはインフィル密度で機能し、3Dプリントの内部サポート構造として機能します。また、パーツにある程度の剛性を追加し、壁の変形を防ぎます。インフィルパターンを使用して強力な3Dプリントを作成する方法については、30〜50％の範囲の高密度のインフィルパターンを使用する必要があります。

使用するインフィルパターンのタイプによって、3Dプリントの強度も決まります。試すことができる3つのインフィルを以下に示します。

・ 三角形の塗りつぶしパターン

三角形のインフィルパターンは、変形する可能性が少ないため強力であり、最高のサポート構造を提供します。ほとんどの3D愛好家は、これを三角形が最も強い形状であると考えています。

三角形のインフィルを使用すると、プリントヘッドが直線的に動くため、印刷速度も向上します。その結果、強度と速度により、三角形のインフィルが多くの3D愛好家の間で最良の選択になります。

・ 長方形の塗りつぶしパターン

長方形のインフィルは、平行および垂直の押し出しのグリッドにより、100％のインフィル密度を達成できます。三角形のインフィルと同様に、プリントヘッドが直線的に動くため、印刷速度も速くなります。

・ 六角形のインフィルパターン

それらはテッセレーションされた六角形を持ち、重量に対する強度の比率が最も高くなっています。前の2つのインフィルパターンとは異なり、プリントヘッドの方向が絶えず変化するため、印刷は遅くなりますが、3Dプリントの強化にも効果的です。

流量を調整する

流量を調整することも、3Dプリントされた部品を丈夫にするための理想的な方法です。ただし、この方法を使用する場合は、押し出しや押し出しが発生しないように注意する必要があります。したがって、ほとんどの設計者は、小さな変更のみを行うようにします。

次のように流量を調整できます：

• 壁の流れ（外壁の流れと内壁の流れ）
• インフィルフロー
• サポートフロー

流量を調整して、3Dプリントを強化できます。ただし、ほとんどの人は流量を調整して、体積流量を達成できない、精度を向上させるなど、他の3D印刷の問題を修正します。

線幅を変更する

人気のスライサーであるCuraによると、線幅をレイヤーの高さの偶数倍に調整することで、3Dプリントを強化できます。ただし、この設定は押し出しに直接関係しているため、注意する必要があります。つまり、線幅を大幅に変更すると、押し出しが上下する可能性があります。

冷却を減らす

冷却は3D印刷の重要なプロセスであり、硬化後の層の接着に影響を与えます。急冷すると、後続の層が別の層と結合できないため、接着力が低下する可能性があります。ただし、冷却は使用する材料によっても異なります。たとえば、PLAは、強力な冷却ファンの動作下で最適に機能します。したがって、使用している材料に基づいて冷却速度を下げる必要があります。

強力な素材を選択して強力な3Dプリントを作成

3D印刷では、弱いことが知られているいくつかの材料があります。したがって、強力な3D印刷を作成するには、強力な3D印刷材料を使用する必要があります。強度と同義の特性を持つ3つの主要な材料があります。

ABS

ABSは、頻繁な使用には適さない強力な3Dプリントを作成するための優れた3Dプリント素材です。強靭で軽い特性を備えた熱可塑性プラスチックであるため、3D印刷で最高のプラスチックポリマーになります。

PLA

PLAは、使用頻度が高く高解像度の印刷に適した高価な3D印刷材料です。引張強度は7250psiですが、光にさらされると劣化します。

PETG

これは、その強度のために最近人気を博している新しいフィラメントです。引張強度は約4100〜8500 psiで、PLAよりも強く、ABSよりも弱くなります。ただし、PLAよりも柔軟性が低く、ABSよりも柔軟性があります。

適切な素材の選択

3つの材料から適切な材料を選択するには、抵抗力、後の結合、曲げ力、剛性、および衝撃に耐える能力を考慮する必要があります。以下は、それぞれに関する3つの比較です。

• 抵抗力：PETG> PLA> ABS
• 層間の結合：PETG>ABSおよびPLA
• 曲げ力：ABS> PETG> PLA
• 耐衝撃性：ABS =PETG> PLA

PLAとABSの違いについて詳しくは、RapidDirectの記事をご覧ください。

パーツの向きを決定する

3Dプリントを補強する別の方法は、パーツの向きを使用することです。パーツの向きは、3Dプリンターでのパーツの配置です。 3Dプリンターは、溶けた材料の薄い層を徐々に高くなる高さで堆積させることによって機能します。高さが徐々に高くなることが、3次元パーツを形成するものです。層の堆積時に、それは前の層と結合します。ただし、2つのレイヤー間のインターフェイスは弱点であり、3Dプリントはこれらのインターフェイスで壊れます。

これを理解する良い方法は、棚に使用するブラケットを作ることです。あなたが気付くのは、ブラケットが棚に取り付けられている場所で最大の力が下向きに作用することです。したがって、力と反対のインターフェースを持つ面に印刷することをお勧めします。

部品の向きが難しい場合は、PETGなどの接着傾向の良い材料を使用する必要があります。また、多くの材料が必要なため、部品の向きが印刷面の滑らかさと印刷コストに影響することに注意してください。

3Dプリントへのエポキシコーティングの適用

これは、印刷後に発生するため、強力な3D印刷を直接行う方法ではありません。これには、エポキシ/ポリエポキシドを使用して3Dプリントを強化することが含まれます。エポキシコーティングは、硬化剤とエポキシコーティングから作られた不溶性の表面コーティングです。耐溶剤性、耐久性、耐久性に優れているため、PLA、ABS、SLAなどの材料をコーティングするのに適しています。

3Dプリントにエポキシコーティングを施すのは簡単な作業です。どうすればよいかについては、以下の手順に従ってください。

• 3Dは製品デザインに従って製品を印刷します
• 冷まして表面をきれいにします。
• カップに少量を注ぎ、温めて粘稠な液体を作ります
• ブラシを使用して、コーティングが側面から滴り落ちることなく、モデルにブラシを使用してエポキシコーティングを適用します。また、小さなブラシを使用して、隙間や角にアクセスします。
• 3Dプリントを乾かします。

少しの硬化剤で印刷をコーティングして強化できるため、あまり使用する必要はありません。 3Dプリントにエポキシコーティングを施すと、強度が増し、透明で光沢のある表面が得られます。

3Dプリントパーツを強力にするためのその他の考慮事項

3Dプリンターの設定を微調整することは、3Dプリントを強力にする唯一の方法ではありません。後処理方法であるエポキシコーティング以外にも、使用できる方法があります。以下は、最近人気のある2つの重要な方法です。

3Dプリントのアニーリング

アニーリングは、強化の目的で3Dプリントを温度上昇させる方法です。試験によると、焼きなましは使用後の強度を約40％向上させると言われています。 PLA、ABS、PETG、ASAなどの素材と互換性があります。

プラスチックの構造により破損しやすくなるため、3Dプリントを強化するにはアニーリングが重要です。 3D印刷の前は、プラスチックはアモルファス/組織化されていない微細構造を持っています。ただし、3Dプリントを加熱すると、アモルファス構造が結晶形に再編成されるため、このような3Dプリントは失敗しやすくなります。

アニーリングは、3Dプリントの結晶構造を大きな結晶から小さな結晶に変えるため、ここでは不可欠です。プラスチックポリマーまたは完成した3Dプリント製品をアニーリングできます。プラスチックポリマーまたは3D印刷部品をアニールするには、ガラス転移点より高く、融点より低い温度で加熱します。

電気メッキプラスチック3Dプリント

電気めっきは、実用的で手頃な価格であるため、人気のある方法です。 3Dプリントを電解液とメッキ金属（一般的な工業用金属は亜鉛、クロム、ニッケル）に入れる必要があります。電解液に電流を流すと、金属イオンが3Dプリントの周りにコーティングを形成します。これが形成につながります。耐久性があり長持ちする3Dプリント。

この目的には適していますが、その欠点は、高強度でより優れた3Dパーツを作成するために多くのレイヤーが必要になることです。

結論

強力な3Dプリントとは、使用時に崩壊しないものであり、強力な3Dプリントの作成方法を知ることができます。非常に重要です。 3Dプリントを強化する方法は3つあります。 1つは、プロセス自体（3Dプリンターの設定を微調整することによる）、適切な材料の使用、および後処理処理です。いずれかの方法を使用すると、強力な3Dプリントを作成したり、3Dプリントパーツを強化する方法についてプロトタイピングサービスと話したり、コミュニケーションしたりすることができます。

RapidDirect –カスタム3D印刷サービスを提供する

3D印刷は、その品質、効率、有効性、および複雑な部品を作成する能力のために使用される一般的な方法です。ただし、3D印刷の強化を改善するには、3Dプリンターの動作、使用する適切な材料、および後処理技術に関する高度な知識が必要です。

強度、耐久性、美観、品質の形で適切な属性を備えた3Dプリントが必要な場合は、中国で最高のラピッドプロトタイピングサービスの1つであるRapidDirectと提携することをお勧めします。カスタム3D印刷サービスを提供しており、カスタム機械加工部品と全次元レポート検査レポートの見積もりを即座に入手できます。 3D印刷に関連するものについては、今すぐお問い合わせください。

よくある質問

PLA 3Dプリントをどのように補強しますか？

PLAは、3D印刷で最も頻繁に使用される材料の1つです。引張強度が非常に高いため、構造部品の製造に適しています。強力ですが、上記で強調した方法を使用してPLA3Dプリントを強化することもできます。 3Dプリントを強化する一般的な方法には、エポキシの塗布、アニーリング、または電気めっきが含まれます。

最強の3D印刷可能な素材は何ですか？

3D印刷で使用されるすべての印刷可能な材料の中で、ポリカーボネートが最も強力です。その強度（引張強度9800 psi）と耐熱性から、デスクトップ印刷の真の王様と呼ばれていました。耐熱性のため、非常に高い温度が必要になります（ベッドは約145 ⁰ である必要があります 頭は約290 ⁰ にあるはずです 。また、オープンな環境では反りが発生するため、マテリアルを囲む必要があります。ポリカーボネートは、高強度の機能部品の製造に適しています。

プリントをより強くするにはどうすればよいですか？

印刷をより強くするために使用できる方法はたくさんあります。 3Dプリンターの設定を微調整したり、材料をより強力な材料に変更したり、エポキシ材料でのコーティング、アニーリング、電気めっきなどの後処理方法を使用したりできます。