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Rep.002 3Dプリンタ(4) やってみてわかること

前回の記事以降、いろんなものを出力してみましたが、気づいたこと(失敗談)をまとめて見ます。


1.ヒケとの戦い
いわゆる、素材が冷える課程で収縮してしまうことですね。熱で溶かした樹脂を積層する構造上、必ず「冷える」課程が発生します。
プリンタのベッド部分は90℃くらいに保たれてはいますが、それでも220℃のヘッドと比べると低温。これによって出力中にも、上と下の温度差が発生します。
完成品が反るだけでも問題ですが、反った結果ベッドから剥がれて、造形そのものが失敗することもあります。底面積が少ないほど顕著で、かつ、プラよりABSに顕著な傾向です。

・反ってしまった例
反った失敗例

・底面積が小さくて反った例
反った例

・ラフトを造形することで反りを押さえた例
ラフト

そのため、少なからず反ってきます。反りを防ぐ意味でもラフトや底面を設定したり、場合によっては下のベッドに食いついて反らせないための、余分な部品を造形することも必要です。

色々失敗してよくマニュアルを見返すと、ベッドに「スティックのり」を塗って食いつきをよくすることが公式に書いてあります。そんな感じなんですね(笑)

「のり」を塗る効果は抜群で、かなり反りを抑えることができました。

・マスキングテープとスティックのり
のり
・のりを使った出力の様子
プリントの様子


2.出力時の細さ

出力時には前述の温度、ベッドへの食いつきの他にも、ヘッドの移動に少なからず引っ張られるので、細すぎるものや薄すぎるものの造形も不可能です。鉄筋や鉄骨を1/100位で出力して見ましたが、当然その尺度で計算すると1mm以下になってしまいます。厳密な検証をした訳ではありませんが、出力時に2-3mm程度はないとおそらく失敗する率が高いです。

・鉄骨等の失敗例(薄すぎ、細すぎ)
微少物体の失敗例

おおまかな構造は大丈夫ですが、細かいものを作ろうと思えば、パーツ単位で少しずつ作って、組み立て作業をする必要がありそうです。


3.サポートと充実
物理的な制約を受けるので、当然「浮かんでいるものは作れない」ことになります。
天面や出っ張りを作ろうと思えば、その土台になるサポートを同時に作成するか、物体の内側を充実させてやる必要があります。ほんのほそい空間であればなくてもできる場合はありますが、往々にして天井が抜けたようになります。

・ぱっと見ちゃんと出力されてる例(充実(フィル)0%)
ぱっと見
・桝の底盤天面が崩壊
崩壊

自動のサポート材ではうまく処理できない場合も多いので、その場合は手動であらかじめサポート材を織り込んでおく必要があります。


4.Z軸方向の勾配

3軸アームの機種では大丈夫かもしれませんが、今回の機種はXY方向にはヘッドがシームレスに移動するものの、Z方向はベッドの高さをちょっとずつ変えて成形する方式なので、Z軸方向に勾配がついている場合は、なめらかな直線にならず、ベッドの移動に合わせて平均をとった階段状になります。
こればかりは機械の特性なので、回避しようかと思えば、部品として分割して勾配のある部分をXY平面上で出力し、後で組み立てる形にするしかありません。
ただしその場合でも、端部がある程度凸凹するので、ヤスリ等での成形が伴い、なかなか精度よく完成させることは難しいと思われます。

・階段状になっているサンプル
階段状サンプル


このように、日々失敗を重ねながら、都度対策しつつ、諦めるところは諦めて実践しているところなのです。

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