3D プリントのブリッジングの説明: 問題から解決策まで
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3D 印刷では、多くの場合、隙間を埋めるパーツの作成が必要になります。このプロセスはブリッジングと呼ばれ、非常に扱いにくい場合があります。プリンターが空きスペースに印刷しようとすると、プラスチックがたるんだり、適切に接続されなかったりすることがあります。このガイドでは、3D 印刷におけるブリッジングについて知っておくべきすべてのことを説明します。ブリッジングが重要である理由、ブリッジングをうまく行う方法、一般的な問題を解決する方法について説明します。初心者でも熟練ユーザーでも、印刷の質を高めるための役立つアドバイスが得られます。
3Dプリントにおけるブリッジングの仕組み
橋渡し 3Dプリント 支えを使わずに隙間を埋める形を作ることを指します。複雑なデザインや張り出しを作るときにとても便利なテクニックです。
これは、ブリッジングの過程で、2 点間の空きスペースにプラスチックを敷くことによって行われます。難しいのは、隙間を横切るときにプラスチックの形状を維持する方法です。
プリンターが隙間の片方の端からプラスチックを押し出すところから始まります。このヘッドが空きスペースを横切る間、プラスチックを連続的に押し出します。押し出されたプラスチックは、置かれる間に冷えて固まります。反対側に到達するまでに、プラスチックは接続され、ブリッジを形成します。その後、プリンターはブリッジをさらに強固にするために、上に層を重ねていきます。
唯一の注意点は、ブリッジをうまく行うには、プラスチックがちょうど良い温度、つまり隙間を伸ばすのに十分な温度で、形状を保てるほど冷たい温度でなければならないということです。このバランスを取ることが、ブリッジを非常に難しく、3D プリントで非常に役立つものにしているのです。うまく行けば、後でサポートを取り除くことなく複雑な形状を作ることができます。
よくあるブリッジの問題3つ
一般的に、ブリッジは 3D プリントの課題です。ブリッジを作成しようとするときに発生する可能性のある最も一般的な 3 つの問題は、たるみ、糸引き、およびギャップ/不一致です。これらの問題にはそれぞれ異なる原因と視覚的な特徴があります。
1. たるみ
隙間が直線にならず、押し出された材料がたるんだり下向きに曲がったりする場合。ブリッジが長い場合や、冷却が遅い材料で印刷する場合、この現象が顕著になる傾向があります。これにより、最終形状が変形し、構造的完全性が低下する可能性があります。
たるみの視覚的な兆候としては、:
- 橋の中央に顕著な凹みがある
- ブリッジ部分の厚さが不均一
- ブリッジ部分に波状または不規則な線がある
2. ストリング
糸引きは、互いに接触してはいけない印刷部分の間にプラスチックの細い糸が見える問題です。ブリッジングの糸引きのプロセス中に、隙間にクモの巣のような構造が形成されます。これは通常、印刷中の温度が適切でなかったり、引き込み設定が不適切であったりすることが原因です。
糸引きの指標としては、:
- ブリッジ部分に渡される細いプラスチックの糸
- オープンスペースに発生する糸くずやクモの巣のような構造
- 印刷面に余分な材料が蓄積する
3. ギャップと矛盾
ブリッジングのギャップや不一致は、印刷された材料に隙間や不規則なパターンとして現れることがあります。これらの問題を引き起こす原因としては、押し出し不良、冷却差、印刷速度の不一致などが挙げられます。これらのギャップや不一致は、ブリッジの構造的完全性と印刷物の全体的な外観を著しく損ないます。
ギャップと矛盾の一般的な兆候:
- ブリッジ部分に目に見える穴や隙間がある
- 不規則または凹凸のある表面の質感
- 橋全体の幅や厚さが一定でない
ブリッジングを実現するために、これらの一般的な問題は、通常、さまざまな印刷設定と環境要因を調整することで克服されます。このような問題を適切に特定することが、3D 印刷オブジェクトのブリッジ部分の品質を向上させる第一歩です。
ブリッジング品質に影響を与える要因
ブリッジング プロセスの品質は、一連の変数によって決まります。最も重要なものは次のとおりです。
1. 材料特性
ブリッジング中、異なる材料はそれぞれ独自の動作をします。
PLA（ポリ乳酸）： ほとんどの場合、比較的融点が低いため、ブリッジを作るのが簡単です。かなり早く固まるので、小さなブリッジに最適です。
- 印刷温度: 190～220℃。
ABS（アクリロニトリルブタジエンスチレン）： 融点が高く、反りやすいため、ブリッジするのが難しくなります。より高い温度と密閉された印刷環境が必要です。
- 最適な印刷温度: 220～250℃。
PETG（ポリエチレンテレフタレートグリコール）： PLA と ABS のちょうど中間のような素材で、ABS ほど反りませんが、糸を引くような仕上がりになります。
- 最適な印刷温度: 230～250℃。
2. 印刷設定
押し出し温度: 一般的に、温度が低いほどブリッジは良くなりますが、押し出し不足が発生する可能性があります。材料の推奨温度範囲の下限から始めて、必要に応じて調整してください。
印刷速度: 速度が遅いほど (約 20 ～ 30 mm/s)、ブリッジングが改善され、材料が冷却して固まる時間が長くなります。
冷却ファン速度: ファン速度を上げると、押し出された材料が素早く固まるため、ブリッジングが改善されます。PLAの場合は、ファン速度を100%にします。 アブソリュート最初は 0% から始めて、必要に応じて徐々に増やしてください。
レイヤーの高さ: 通常、層が薄いほど（0.1～0.2 mm）、材料の重量が軽くなるため、より強力なブリッジが生成されます。
3. 環境条件
周囲温度: ほとんどの材料では、室温を20～25℃に安定させてください。ABSの場合、密閉された空間では周囲温度がさらに高くなる（約30～35℃）ことがあります。 反りを防ぐ。
湿度: フィラメントは乾燥した環境に保管してください。湿度が高いと押し出しが不安定になることがあります。必要に応じてフィラメント ドライヤーを使用してください。
気流： 均一な冷却を確保するために、印刷エリアの通風を最小限に抑えます。ただし、大きなブリッジの場合は、印刷物に小型のファンを向けると冷却に役立ちます。
この知識を身に付ければ、あなたのビジネスにおける橋渡しの課題に取り組む準備がより整います。 3Dプリントプロジェクトこれらの要素を試して、特定の設定と材料に最適な点を見つけてください。
より良い橋を作るために 3D プリンターを調整する方法
ブリッジングの成功は、多くの場合、プリンター設定の細部に左右されます。
1. ブリッジのスピードを落とす
印刷速度はブリッジの仕上がりに影響する要因の 1 つです。速すぎるとブリッジがたるむ可能性があります。また、遅すぎるとプラスチックが熱くなりすぎる可能性があります。
ブリッジの場合、適切な開始速度は約 20 ～ 30 mm/s で、その後は外観に応じて速度を速めたり遅くしたりします。実際、ほとんどの短い橋（20mm 未満）ははるかに高速に印刷できますが、長い橋の場合は大幅に遅くする必要があります。
2. ノズルの温度を下げる
ブリッジをうまく印刷する上で最も重要な変数の 1 つは温度です。プラスチックは、うまく印刷できるほど熱く、かつ形状を維持できるほど冷たくなければなりません。
プラスチックの下限温度の推奨値を参考にして、そこから始めてください。PLA の場合は、約 190° C から始めてください。PETG の場合は、約 230° C を使用します。隙間ができた、または層がうまくくっついていない場合は、温度を一度に約 5° C ずつ上げてください。
3. 冷却ファンの速度を上げる
冷却によりプラスチックが急速に固まり、たるみを防ぐことができます。
PLA および PETG の場合、ブリッジの印刷中はファンを最大速度でオンにする必要があります。ABS の場合は、起動時にファンをオフにする必要があります。必要に応じて時間の経過とともにファンの回転数を上げることができますが、層が適切に接着されなくなる可能性があるため注意が必要です。
4. レイヤーの高さと幅を調整する
各層の高さと幅は、ブリッジの仕上がりに影響します。層が薄いほど、ブリッジは強くなる傾向がありますが、印刷に時間がかかります。
ブリッジの場合は、層の高さを 0.1mm から 0.2mm の間で試してください。層が薄いほど、軽いためたるみが少なくなることがよくあります。
レイヤーの幅については、ブリッジ押し出しの幅をノズルのサイズより 10 ～ 20% 広くしてみてください。これにより、隙間を埋めて接続を強化できます。
3Dプリントブリッジングをマスターするための高度な戦略
基本的なことは説明したので、次は難しい橋を扱うためのより高度な方法を見てみましょう。これらの方法は、より複雑なモデルを印刷するのに役立ちます。
1. サポートの戦略的活用
長さが50mm以上、または45度以上の傾斜がある場合は、サポートの使用を検討してください。プリンターにノズルが2つある場合は、 可溶性支持体それらを削除すると便利になり、仕上げもスムーズになります。ただし、サポートには追加の材料と印刷時間が必要なので、本当に必要な場合にのみ使用してください。常にサポートなしで印刷するようにしてください。次に、スライサー設定を最適化する手順について説明します。
2. ブリッジのスライサー設定の最適化
ほとんどのスライサーにはブリッジ設定があります。まず「ブリッジ流量比」に設定し、通常の流量の 80 ～ 90% に設定します。これにより、プラスチックが過剰に使用されるのを防ぎます。最後に、ABS 以外のほとんどの材料では、「ブリッジ スキンのファン速度」を高く設定します。一部のスライサーでは、ブリッジ ラインの方向を変更できます。さまざまな角度を試して、モデルに最適な角度を見つけてください。
3. より良い橋梁を目指して再設計
モデルを再設計するだけでブリッジが簡単になる場合もあります。長いブリッジがある場合は、3D モデルに小さな支柱を追加してみてください。これにより、1 つの長いブリッジが複数の短いブリッジに変わります。また、モデルを回転してみてください。簡単な回転で、扱いにくい張り出しを扱いやすいブリッジに変えることができます。機能部品を印刷する場合は、ブリッジのエッジに傾斜したエッジまたは丸い角を追加します。これにより、強度が増し、外観が向上します。
難しいブリッジング問題の解決策
理想的な条件下でも、奇妙なブリッジングの問題が発生する可能性があります。以下は、排除が難しい問題を特定して排除する方法です。
注意すべき橋の異常な問題
基本的なたるみや糸引きの他に、次のようなあまり一般的ではない問題にも注意してください。
- アコーディオン効果: 橋の表面は波打っていて凹凸があります。
- カーリング： 橋の端が持ち上がったり、上向きにカールしたりします。
- 脆い橋: 橋は壊れたり崩れたりする傾向があります。
- 一貫性のない押し出し: 橋には厚い部分と薄い部分が交互に配置されています。
波打った橋面の修正
ブリッジが波打っているように見える場合は、まずベルトが緩んでいないか、プリンターのフレームが揺れていないか確認してください。冷却が均一であることを確認してください。ファンの位置を変える必要があるかもしれません。X 軸または Y 軸に対して 45° でブリッジを印刷すると、表面の状態が良くなることがあります。
橋の端が曲がるのを防ぐ
カールしたエッジについては、最初の数層はベッドの温度を少し上げてください。印刷物に縁を追加すると、接着力も向上します。ABS で印刷する場合は、囲いの中で印刷すると、風によるカールを防ぐことができます。
より強い橋を作る
壊れやすいブリッジを強くするには、ブリッジを支える部分の充填率を上げてみてください。ブランドやタイプを変えるとうまくいく場合が多いです。なぜなら、あるものは他のものよりも単純に強度が高いからです。PLA プリントは、強度を高めるためにプリント後に焼きなまし処理することができますが、これにはいくつかの追加手順が必要です。
橋の厚さの不均一性の解決
ブリッジの厚さが一定でない場合は、ノズルを洗浄するか、摩耗している場合は交換してください。ホットエンドの部分的な詰まりも考えられます。押出機のステップ調整を実行し、フィラメントの直径をいくつかのポイントで測定して、直径が均一であることを確認するのも良い考えです。
3D プリントの橋をもっと上手に作りましょう!
3D 印刷の最も重要な技術の 1 つであるブリッジングにより、より複雑なデザインを印刷できます。このチュートリアルでは、ブリッジングの仕組み、頻繁に発生する問題、およびそれらの修復方法について概説しました。印刷の設定を変更し、適切な材料を選択し、多くの場合はデザインを調整することで、より優れたブリッジを作成できます。より困難な問題が発生した場合は、トラブルシューティングのヒントを適用してそれらを克服してください。練習すれば、強くて滑らかなブリッジを印刷できるようになり、より素晴らしいものを作ることができます。 3Dプリント次回の印刷でこれらのヒントを取り入れて、違いを感じてみてください。