FDM 3Dプリント成功の鍵：レイヤーファンの重要性
FDM 3Dプリンターの機能的パーツについて語るとき、レイヤーファンは見つけられる最も重要なコンポーネントの一つです。3Dプリンターには通常HotEndエリアに2つのファンがあり、1つはHotEndディフューザーの冷却、もう1つはノズルから出る材料の冷却を担当します。この記事では後者、レイヤーファンについて語ります。
いつ必要か
すべてのユーザーが、ノズルが同じゾーンで常に動く小さな面積のゾーンを持つパーツをプリントしようとした経験があるでしょう。このプロセスは過剰な温度上昇でパーツを軟化させます。同じことが、小径シリンダーのような背が高く細いパーツをプリントするときにも起こります。熱が同じ領域に蓄積し、パーツを破滅的に変形させます。もう一つの典型的な変形は、非常に急峻な張り出しで起こります。まだ熱い材料が空中に吊り下げられた状態で、固まるまで変形し続けるためです。
これらの問題はすべて、レイヤーファンを正しく使用するだけで解決します。
画像1：レイヤーファンなしとありの小さなパーツ。
互換性のある材料
レイヤーファンの設定方法を説明する前に、ユーザーはどの材料でレイヤーファンの使用が推奨され、どの材料で推奨されないかを考慮する必要があります。
PLA
PLAは低い軟化点を持つため、レイヤーファンを最も必要とする材料です。ノズルが短時間同じ領域に留まると、パーツは不可逆的な変形を受けます。このため、PLAまたはこのポリマーを基材とする複合材料を使用するすべてのFDM 3Dプリンターで、レイヤーファンは重要なコンポーネントです。
ABS
この材料とASAのような類似材料は、レイヤーファンと完全に非互換です。ABSは気流による温度低下に非常に敏感で、そのような急激な変化がクラック（層剥離）とプリントの完全な失敗を引き起こすためです。このため、ABSとASAには完全に密閉された3Dプリンターを使用することが不可欠です。
その他
上記材料以外にも、FDM 3Dプリントには多くのフィラメントタイプがあり、それぞれ異なるプリント設定を持ちます。以下の表に利用可能な大多数の材料を示し、それらがレイヤーファンを必要とするか否かを示します：
| 材料 | レイヤーファン |
|---|---|
| PLA | 必要 |
| ABS | 不要 |
| 柔軟材料 | 必要 |
| HiPS | 不要 |
| PETG | 必要 |
| ナイロン | 不要 |
| ASA | 不要 |
| PC | 不要 |
| PP | 必要 |
| PVA | 必要 |
表1：材料別レイヤーファン必要性。
エキスパートアドバイス
ユーザーがレイヤーファンが必要かどうかを理解したら、どのように、いつ使用するかを知る必要があります。
プリント開始時、ユーザーは最初の層がプリント中に剥がれないよう、ベースに十分な固さで密着する必要があります。これは接着を改善する製品を使用するだけでなく、温度を安定させることでも達成されます。そのため、最初の2層ではレイヤーファンをオフにする必要があります。プリントがある程度の高さになったら、各層でパーツの形状に合わせてレイヤーファンの速度を調整する必要があります。一般的に、層のプリント時間が5秒より長い場合と5秒未満の場合の2ケースで速度を変える必要があります。前者の場合、層時間20秒以上で70%から5秒の層で100%まで直線的にレイヤーファン速度を上げます。層時間が5秒未満の場合、ユーザーはレイヤーファンを100%速度で使用しなければなりません。これは場合によっては不十分な速度で、パーツに変形を引き起こします。この問題は、狭く背の高いパーツを作るときによく起こり、可能な限り複数の別々のパーツを同時にプリントすることで、各層に冷却時間を与えることで解決します。
あらゆるスライサーソフト（Cura3D、Simplify3D、Slic3r...）で、ユーザーが望むパーツの高さでレイヤーファンの速度を変更できます。
画像2：Simplify3Dでのレイヤーファン設定。出典：Simplify3D。
結論
すべてのFDM 3Dプリンターユーザーがレイヤーファンを正しく使用する方法を知ることは重要です。それはパーツの品質と複雑さを高める補完要素だからです。
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