3Dプリントの基本：オーバーハングの垂れ下がりを防ぐ方法

3D印刷の基本的な必要性は、前のレイヤー上に構築することです。空中でパーツの印刷を開始することはできません。現実的には、多くのデザインには、1つのレイヤーがその下のレイヤーよりも遠くに印刷される、何らかの形のオーバーハングが含まれています。オーバーハングの角度がどれだけ急であるかによっては、これで問題ない場合もありますが、急すぎる場合はオーバーハングの垂れ下がりに直面することもあります。これは、印刷されたプラスチックが構造的な完全性を持たず、適切な場所にとどまるために下層からのサポートがない場合です。

オーバーハングが急すぎるかどうかを判断するための適切なガイドラインは、45°のルールです。垂直から45°以下のオーバーハングは、ほとんどの場合、印刷に適しています。問題は、垂直から45°よりも急な角度でのオーバーハングから始まる傾向があります。もちろん、45°の「ルール」はよりガイドラインです。最新の3D印刷技術は、改良されたスライスソフトウェアと冷却ソリューションのおかげで、一般的に急な角度で印刷できるためです。

張り出し垂れ下がりを防ぐ方法

良好なオーバーハングを取得できるようにするには、最初に高品質の通常のプリントを取得できることが重要です。フィラメントが乾燥していること、および現在使用している材料に対して適切な温度範囲で印刷していることを確認してください。

オーバーハングの垂れ下がりは、多くの場合、不十分な冷却によって引き起こされます。ファンの速度を上げるか、必要に応じてファンまたはファンダクトを交換すると、押し出されたプラスチックをより速く冷却するのに役立ちます。プリントヘッドの温度を数度下げることもここで役立ちます。これは、印刷物が冷たくなった場合に行う作業が少なくなるためです。

ヒント：セットアップに最適な冷却およびプリントヘッドの温度構成を見つけるには、温度タワーを印刷することをお勧めします。これらの温度タワーは、多くの場合オーバーハングを含む繰り返し構造を印刷し、構造の各層で印刷温度が上昇するため、どの印刷温度が最適かを確認できます。

印刷速度を下げると、印刷ヘッドの温度がさらに下がり、冷却ファンが1つの領域に長く影響するため、垂れ下がりを防ぐのに役立ちます。場合によっては、特にブリッジングや強力な冷却ソリューションがある場合は、印刷速度を上げると役立つことがあります。これは、意図した形状を保持するのに役立つ張力を追加するために機能します。また、ホットプリントヘッドをより速く遠ざけ、冷却をより効果的にすることができます。

レイヤーの高さを調整すると、オーバーハングの垂れ下がりを減らすことができますが、どちらの方向にも利点があるため、状況に最適なものを見つけるには試行錯誤が必要になる場合があります。層の高さを低くすると、同じ高さを印刷するために使用されるステップ数が増えます。つまり、各層が前の層から突き出る必要が少なくなり、浮遊するプラスチックが少なくなります。層の高さが減少すると、構造強度も低下しますが、各層を引き下げる重量も減少します。より厚い層はより剛性がありますがより重く、それらはまた冷却するのがより難しく、層がより突出するにつれてより強く階段状の外観をもたらします。

壁の印刷順序が最適化されていることを確認することをお勧めします。最初に内壁を印刷し、次に外殻を印刷します。これは、外側の張り出したシェルに保持するためのより多くの構造を与え、空中でレイヤーを開始しないことを意味するため、推奨されます。

オーバーハングをサポートする方法

サポート構造は、オーバーハングをサポートする非常に一般的な方法です。これらは文字通り、サポートを提供するために意図的に印刷された足場の断片であり、印刷が完了したら切り取ることが意図されています。残念ながら、この切断プロセスは、注意深く紙やすりで磨いた後でも、印刷物に損傷を与えたり、見苦しい跡を残す可能性があります。複数のプリントヘッドを備えた3Dプリンターを使用している場合は、溶解可能なサポート構造を使用してみてください。これらは、2つの異なる材料で同時に印刷する機能を利用して、他の溶媒の使用を必要とするものもありますが、通常は水に溶解できる材料から支持構造を構築します。溶解可能なサポート構造により、以前は印刷できなかった複雑なジオメトリをサポートできます。これは、ナイフで手を伸ばす必要がないためです。

オーバーハングを考慮して設計することにより、サポート構造の追加を完全に回避するか、少なくともその必要性を最小限に抑えることができる場合があります。45°のルールを念頭に置いて、丸みを帯びたものではなく、面取りされた穴とアーチを設計できます。これらはティアドロップ形状を使用して、オーバーハングが45°を超えないようにし、垂れ下がる可能性のあるオーバーハングの問題を取り除きます。一部の設計では、モデルを回転させることでオーバーハングを回避できます。たとえば、文字「E」を印刷する場合、垂直に印刷すると2つのオーバーハングがあります。モデルを反時計回りに90°回転させて横向きにすると、2つのオーバーハングが真上を向くようになります。同じ結果を得るために、文字を平らに置くこともできます。

多くの複雑なモデルのオーバーハングを排除または特に最小化する回転角を見つけることは困難または不可能な場合があります。このような場合は、モデルを複数の部分に分割して、後で接着できるようにすることをお勧めします。たとえば、飛行機を印刷しようとしている場合、翼のために大きくて目に見えるオーバーハングがない単一の角度はありません。代わりに、モデルを翼で水平に半分にカットし、下半分を上下逆さまに印刷すると、後で2つのパーツを接着する必要がありますが、オーバーハングと大規模なサポートの必要性を実質的に排除できます。