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3Dプリントのサポート構造:ラフト・ブリム・スカートの違いと使い分け

ラフト、ブリム、スカートは造形品質を高めるための代表的な手法です。では、どれを、いつ、どこで使うべきなのか? 選択はあなたの経験・判断、そして想定されるエラーによって決まります。

3Dプリントのサポート構造:ラフト・ブリム・スカートの違いと使い分け

決まりきった手順に従うのではなく、各ワークピースごとに「どこでサポート構造が有効か」を判断するのがベストです。サポート構造を使えば、後処理(除去・整形)が必要になります。

3Dプリントの世界では、「最初のレイヤーがどう乗るか」が造形品質を左右するとされています。初期レイヤーの密着は成功の鍵です。ベッド密着を助けるのが、ラフト・スカート・ブリムの役割です。

では、これらを賢く使い分けるには?

ラフト(Raft)とは

3Dプリントのサポート構造:ラフト・ブリム・スカートの違いと使い分け

3Dプリントにおけるラフトとは?

ラフトとは、造形物の下に敷かれる水平な土台のことです。複数のレイヤーで構成され、一定の充填率を持ち、造形物の外周よりも広い範囲に広がります。

なぜラフトが必要なのか?

ラフトの主目的は、ベッド密着を確実にすることです。 ABSなどの素材を使う場合、ラフトはほぼ必須です。まずラフトを数レイヤー分造形し、その上に本体を積み上げます。

ラフトと造形物の間には小さな隙間(エアギャップ)があり、冷却後にラフトをスムーズに剥がせるようになっています。

ラフトは接地面積が広いため密着性が高く、造形物の端が反ってもラフト側が吸収するため、本体の底面はフラットなまま保たれます。

接地面積が小さいオブジェクトの安定化や、トップヘビーな形状の土台としても有効です。

ラフトのその他の用途

ビルドプレートのキャリブレーション誤差、傷、凹み、ヒートベッドの反りなどを補正する役割も果たします。

したがって、「いつラフトを使うか」は、プリントベッドの状態・素材・ワークピースの形状など複数の要因で決まります。

例えば、FDMプリンターでABSを使う場合、ラフトは必須と言えます。ABSは反りやすく、特に初期レイヤーが歪むと見た目も機能も損なわれます。ラフトがこれを防ぎます。

ただし、全てのサポート構造に共通するデメリットもあります。造形後に除去・廃棄が必要で、造形物から剥がすのに手間がかかります。密着が強いため剥離が困難で、剥がした跡が粗くなり、再研磨が必要になることもあります。

ラフトの設定自体は簡単です。造形物のXY平面上の最大寸法を取り、係数をかけて拡張し、数レイヤー分浮かせれば良いだけです。スライサーに正しい設定を入力すれば自動で生成されます。

知っておくべきラフトの用語

分離距離(Separation Distance)

造形物の底面レイヤーとラフトのトップレイヤーの間の隙間です。造形物がラフトに密着しつつ、造形後に容易に剥がせるバランスを取るためのものです。理想的なエアギャップは約0.1mmです。

初期レイヤー(First Layer)

ラフトの最下層です。ここが正しく密着しなければ、その上の全てが失敗します。速度を落とし、適度な厚みで造形して密着を確保します。

ラフトトップレイヤー(Raft Top Layer)

ラフトの最上部を何レイヤー分作るかという設定です。ここが造形物の底面と接する面になります。トップレイヤーの厚みが仕上げ面の品質を決めます。底面が広い場合は厚めに、狭い場合はそれほど気にしなくて良いでしょう。

デュアルエクストルーダーでのラフト

シングルエクストルーダーでは、ラフトも造形物と同じ材料で出力されます。

デュアルエクストルーダーなら、サポート専用材料を使ってデメリットを軽減・解消できます。

ハイインパクトポリスチレン(HIPS)やポリビニルアルコール(PVA)が代表的です。HIPSはABSと似た特性を持ちながら、リモネンなどの化学薬品で溶解可能です。これらでラフトを造形すれば、薬品に浸けるだけでサポート構造から解放されます。

Curaでラフトを設定するには?

Curaでは「ビルドプレート密着タイプ」の設定項目でラフトを選択できます。マテリアル選択のすぐ下にあります。

Curaには「推奨」と「カスタム」の2モードがあります。初心者は「推奨」を選べば項目が自己説明的で迷いません。慣れてきたら「カスタム」で細かく調整すると、プリンターの性能を最大限引き出せます。

ブリム(Brim)または「サイドウォーク」とは?

ブリムはラフトの近い親戚で、プリント工程での役割も似ています。

3Dプリントのサポート構造:ラフト・ブリム・スカートの違いと使い分け

ABSを使う場合、ブリムは反り防止に有効です。造形物の外周に複数のレイヤーを追加し、底面積を広げることで安定性を高めます。

ブリムを使うと接地面積が増え、プリントベッドの密着力が弱い場合でも対処できます。細い脚や柱状のパーツには、予防的にブリムを付けるのが賢明です。

ラフトとブリムの違い

前述の通り、ブリムはラフトとよく似ています。どちらも密着を助け、接地点の少ないオブジェクトを安定させます。

しかし、明確な違いがあります。

ラフトは、造形物の下全体に広がるベースで、ベッド密着を高めます。

一方、ブリムは造形物の底面とは接しません。造形物の外周から外側へのみ延びます。

どちらも接地面の小さいオブジェクトの安定化に役立ちますが、ブリムは造形物との接触が外周エッジのみなので、後処理が楽な分、好まれる傾向があります。

また、素材によってはラフトよりブリムが適しているケースもあります。例えば、安価なABSや設定が最適でない場合、ABSは反りやすいため、ブリムで外周を固めると密着が改善します。

接地面積が狭いサポート構造はベッドから剥がれやすいため、ブリムが有効です。また、ブリムは狭いオブジェクトから剥がしやすく、造形物を傷つけるリスクがラフトより低いです。

ブリムも造形物以外の材料を消費しますが、ラフトに比べて無駄は控えめです。造形物の底面に溶着するだけでアンダーカットしないため、ブリム使用時は後処理の研磨がほぼ不要です。

スカート(Skirt)とは?

スカートはプリント開始時に毎回追加される、一般的な機能です。

スカートとは何か?

ブリムに似ていますが、造形物のエッジには接触しません。

スカートは数レイヤー分の厚みで、いくつかの用途があります。例えば、本番プリント前にプリンターの動作を確認する「試し書き」として機能します。プリント初期段階でプリンターの状態をチェックし、小さな問題を大きな失敗に繋がる前に発見できます。

かつてはベンチー(Benchy)などのテストモデルでプリンターの調整をしていましたが、時間と材料を消費するため、スカートが代用されるようになりました。スカートは本番造形とは独立しているため、一時停止して設定を変えることも可能です。

いつスカートを使うべきか?

毎回のプリント前に使うのがベストです。 全ての設定が正常に動作することを確認するまで、本番プリントを開始しないでください。

プリンターの電源を入れ、十分に加熱した後にスカートを引かせます。これにより、以下の問題を早期発見できます:

ラフト・ブリム・スカートの違いまとめ

三者の主な違いは「どう機能するか」にあります。

スカートは、本番プリント前にプリンターの問題を検出できるため、材料と労力の節約になります。

結論

ラフト、ブリム、スカートに違いはあるか? はい、動作原理が異なります。ラフトは造形物の下全体を覆い、ブリムは外周エッジのみに接し、スカートは造形物に触れずに機器の動作確認を行います。目的に応じて使い分けてください。

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