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家庭用3Dプリンターの問題点②出力時の製品の反り。原因編

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ご家庭用の3Dプリンターの三大問題点!!

1、ノズルの目詰まり。

2、出力時の製品の反り。其の一
2.52、出力時の製品の反り。解決編!!


3、フィラメントのテーブルとの定着不良。

今日は第二回!!

2、出力時の製品の反りの原因。についてお話しまーす!!

この反り・・・。

嫌ですよね・・・。

( ノД`)

出力初めて数分で気が付いたならばまだしも・・・。

出力20時間後に気が付いた時には・・・。

俺の一日の作業がパァァァァァァァァだ!!!

(∩´∀`)∩

 

反りが起こる原因は?

そりの原因は熱収縮です。

図を追って説明します。

先ずはパーツ説明てず。

今、赤いフィラメントが190度~240度の間で温められ、ノズルから出てこようとしています。

PLAフィラメントの場合は190℃ぐらい

ABSフィラメントの場合は240℃ぐらいです。

熱熔解積層型の3Dプリンターの原理的に宿命的に立ちふさがる問題なんですよ・・・。

さて、原理をご説明いたします。

① プラットフォームも温まり、印刷直前の状態です。

② ヘッドが動き、溶けたフィラメントが射出されました。

第一層がプラットフォームに強固に張り付いてくれると最初の難関は突破出来たも同然ですね!!

③ 少し冷めた第一層の上に、熱く溶けた第二層が射出されます。

この繰り返しが何百層と重なってオブジェクトを形成していきます。

これが熱熔解積層方式の3Dプリンターの原理です。

④ 何層か印刷が続くと、積層に出力されたオブジェクトの層の間で温度の違いが出てきます。

上の方の層は出力されたばかりなので高温です。

また、ヒートベットがある3Dプリンターではプラットフォームが熱を加え続けるので温度も安定しています。

しかし、下の図の間の層では温度が下がっていきます。

また、溶かしたフィラメントは射出された後にファンで冷やされますので温度が下がります。

白い部分ですね。

⑤ 温度が下がると収縮します。

ABSフィラメントの場合は1%~3%ぐらい。

PLAのフィラメントの場合でも1%程収縮します。

この収縮率はフィラメントのメーカーによってバラバラです。

メーカー純正品のフィラメントの場合はこの収縮率を抑えるためにナイロンやポリエチレン等が配合されており、ヘッドの出力温度に適正化されています。

だから高いのよ・・・。

( ノД`)

そして、安い中華フィラメントの場合、その配合率はバラバラというか・・・。

ロットが安定していないのでリールごとに毎回変わります・・・。

調整が難しいのよ・・・。

( ノД`)

さて、収縮したオブジェクトは隣接した層を引っ張り変形し、ベットからオブジェクトを引きはがします。

それが反りのメカニズムです。

収縮率の少ないPLAフィラメントを使うと反りを最小限に抑えることができますが、PLA出力したオブジェクトは硬くて、出力後の表面処理が大変です・・・。

( ノД`)

 

反り対策は大きく分けて2つ、合計6種類!!

  1. 温度管理する
    1. プラットフォームの温度管理
    2. ヘッドの温度管理
    3. ファンを止める
    4. ボックスで覆う
  2. プラットフォームにガッチリ付ける!!
    1. ノリやシートでくっ付ける。
    2. 底辺の角を意識したデータを作る

んーー、どれをとっても大変だ・・・。

しかし自分の3Dプリンターの特性を知って、一つ一つ対策を打っていけば、失敗も少なくなり出力精度も上がります。

自作の3Dプリンターではこの辺りを調整できるソフト的なパラメーターもあるのでその辺りを上手に使いこなせるとドンドン腕が上達します。

メーカーの完成品を購入すると直接触れない場所があるのですが、品質が安定していると考えればお釣りが来ます。

(((o(*゚▽゚*)o)))

具体的な説明はまた明日!!

m(__)m

 

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