FDM/FFF 3D プリントにおけるブリッジングとは何ですか? また、それを回避する方法は何ですか?

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-7-22 10:56 に最後に編集されました

南極のクマの紹介:プロの 3D プリンターでもアマチュアでも、3D プリンターの使用は驚きと興奮に満ちた旅になります。しかし、すべての驚きがポジティブなものであるとは限らず、時には困難をもたらすこともあります。これまで、糸引き、ゴースト、反りなどの一般的な印刷の問題について説明し、それらを克服するためのヒントを提供してきました。今日は、FDM/FFF 3D プリンティングにおけるもう 1 つの潜在的な課題であるブリッジングに焦点を当てます。

ブリッジングとは、空きスペースまたは隙間の 2 点間でプラスチックが圧迫されることです。しかし、多くの場合、ブリッジングによって望ましくない圧迫、たるみ、意図した直線からの逸脱が生じ、ブリッジの品質が低下します。私たちはこの質問について深く掘り下げ、ブリッジングの問題に効果的に対処するための具体的な洞察を提供します。

FDM 3D プリントをロボットアームのホットグルーガンと比較すると、不良ブリッジの状況をよりよく理解できます。トリガーを引きながらホットグルーガンを操作すると、接着剤の点が空中に滴り落ちることを想像してください。これは、FDM のブリッジングの問題に似ています。 FDM 印刷では、2 点間の空気中に材料のしみを印刷しようとすると、たるみが生じやすく、完全に水平な位置を維持するのが難しくなります。この記事では、ブリッジングがうまくいかない原因を詳しく調べ、問題を解決するための効果的な方法を紹介します。

3Dプリントでは、ブリッジングが失敗するかどうかはいくつかの要因によって決まる可能性がある。
温度、材料、印刷速度が決定的な要素です

3D プリントにおいて、不良ブリッジが発生する理由には特定の根拠があり、それはホットグルーガンの例えでわかります。重要な特性の 1 つは、材料の温度です。ホットグルーガンを使用する場合と同様に、空中で 2 つのポイント (A と B) をブリッジしようとすると、極端な温度により望ましい結果を得ることが難しくなります。

同様に、3D プリントでは、フィラメントが過熱すると粘度が高くなり、過度の滴りやブリッジの問題が発生する可能性があります。一方、加熱不足の場合は、フィラメントが細くなりすぎて、重力によってたるんでしまう可能性があります。

ワイヤ材質と温度の正しい選択は、ブリッジングを成功させる上で重要な役割を果たします。材料によって特性が異なるため、ブリッジングに適した材料を選択することが非常に重要です。たとえば、PLA 素材で印刷する場合、より低い温度で印刷でき、すぐに硬化します。ただし、PLA を使用する場合は、粘度を効果的に管理するために、オープン圧力チャンバーを使用する必要があります。フィラメントの特性に注意し、印刷条件を最適化すると、3D プリントされたブリッジングの結果が大幅に改善されます。

さらに、他のエラーのある 3D 印刷状況と同様に、印刷速度もブリッジの品質に影響し、印刷エラーにつながる可能性があります。印刷速度を高く設定しすぎると、材料が適切に押し出される時間が足りなくなる可能性があるため、印刷速度は慎重に設定することをお勧めします。各フィラメントには独自の特性があるため、最適な速度を見つけるには、印刷速度を少しずつ下げていくことをお勧めします。ただし、印刷速度を適切にバランスさせることが非常に重要です。速度が遅すぎると、層間の接着が不十分になり、3D 印刷された部品が硬化しない可能性があります。

ブリッジ印刷プロセスを微調整するときは、スライスソフトウェアでブリッジファンの速度設定を調整することが重要です。これにより、モデルのブリッジ部分の速度を具体的に制御できます。

この設定は、使用するスライスソフトウェアによって場所が異なります。PrusaSlicer では、フィラメント設定 > 冷却 > ブリッジファン速度、Cura では、印刷設定 > 実験 > ブリッジファン速度、Simplify 3D では、FFF 設定 > 冷却 > ファンオーバーライド > ブリッジファン速度オーバーライドです。さらに、モデルの向きはブリッジングの成功に重要な役割を果たします。いくつかの調整を行うことで、モデルを回転させてブリッジ部分を最小限に抑え、印刷プロセスを最適化してより良い結果を得ることができます。

△ ブリッジング不良はいくつかの段階で現れる可能性がある
ブリッジング時に 3D プリンターの換気が推奨されるのはなぜですか?

前述のように、3D プリントを成功させるには材料の温度を制御することが重要ですが、特にブリッジングに関しては、3D プリンターの換気も重要な要素です。換気によりフィラメントの温度が下がり、冷却と硬化のプロセスが加速されるため、変形や滴りの可能性が減ります。ファンを作動させることで、印刷された材料はより速く冷却され、橋の安定性と品質が向上します。印刷物が換気による冷却効果を直接受けられるように配置してください。

換気で望み通りの結果が得られない場合は、他の方法を試すこともできます。 FDM 3D プリントでは、特定の形状では、張り出したコンポーネントを安定させるためにサポート構造が必要になる場合があります。サポートを実装すると、橋のような形状の完全性が維持され、たわみや変形を防ぐことができます。使用している 3D プリンターの種類に応じて、印刷するオブジェクトと同じ材料で作られたサポート材料を使用することも、サポート用に特別に設計された溶解可能な材料を選択することもできます。

調整する必要があるもう 1 つの要素は、塗りつぶし設定です。充填率が高くなると空きスペースのサイズが小さくなり、内部のブリッジが強化されます。逆に、充填率が低いと空きスペースのサイズが大きくなり、橋が不安定になるリスクが高まります。したがって、充填率を調整すると、3D プリントされた橋の品質と安定性に大きな影響を与える可能性があります。さまざまな充填率を試してみると、ブリッジプリントに最適な設定を見つけることができます。

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