3D プリント用のフィラメントを乾燥させる方法
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湿ったフィラメントで 3D プリントを行うと、印刷品質の低下からプリンターの損傷まで、さまざまな問題が発生する可能性があります。ほとんどのフィラメントは空気中の水分を吸収する傾向があり、印刷時のパフォーマンスに影響する傾向があります。印刷物に奇妙な塊、糸引き、または弱い層の接着が見られることがあります。これらの問題により、比較的簡単なはずのプロジェクトがイライラする経験に変わる可能性があります。幸いなことに、フィラメントを乾燥させて印刷結果を向上させる効率的な方法があります。ここでは、市販の乾燥機から自家製の装置まで、フィラメントを乾燥させてさまざまな材料での印刷品質を向上させるさまざまな方法について説明します。
3Dプリントにおけるドライフィラメントの重要性
湿気：印刷品質の敵
濡れたフィラメントは3Dプリントで多くの問題を引き起こす可能性があるこのフィラメントが熱くなると、フィラメント内の水分が蒸気に変わり、印刷されたプラスチックに気泡が発生したり、押し出しが不安定になったり、印刷中にポップノイズが発生したりといった症状が発生します。
フィラメントが湿る理由
実際のところ、ほとんどの 3D プリント材料は、水分子がフィラメント内のポリマー鎖の間に入り込むため、時間の経過とともに空気中の水分を吸収します。材料の種類と周囲の湿度に応じて、材料ごとに水分の吸収率が異なります。
フィラメントが濡れていることを示す4つの重要な兆候
印刷前に濡れたフィラメントを見つけることがよくあります。
- 鈍い外観: 濡れたフィラメントは乾いたフィラメントよりも光沢が劣る場合があります。
- 脆さの増加: 湿ったフィラメントは簡単に破損する傾向があります。
- 印刷不良: 糸引きが多すぎたり、層の接着が悪かったり、印刷物が泡立っていたりする場合は、フィラメントが濡れている可能性があります。
- 異常な印刷音: 濡れたフィラメントで印刷すると、ジュージューという音やポンポンという音が聞こえる場合があります。
これらの兆候を認識することで、湿気の問題に早期に対処することができ、3D プリント作業の時間と材料を節約できる可能性があります。
フィラメントの種類と湿度に対する感度
すべてではない 3Dプリントフィラメント 湿気に反応する程度は同じです。湿度に対する感受性は非常に大きいため、取り扱いや保管方法が変わります。
水分を多く必要とするフィラメント：ナイロンとTPU
湿気に対する敏感さに関しては、ナイロンとTPUがトップです。 フィラメント 湿った空気にさらされると数時間以内に大量の水分を吸収することができます。
ナイロンは強度があり、柔軟性に優れていますが、湿気に最も敏感な素材の 1 つでもあります。湿気の多い環境にさらされると、重量の最大 10% の水分を吸収します。その結果、水分含有量が高くなり、泡立ちや糸引きが発生し、層の接着が弱くなるなど、印刷品質に重大な問題が生じる可能性があります。
TPUは吸湿性も非常に高い。 エラストマーフィラメント 湿っているときに表面の欠陥や不均一な柔軟性を示す印刷物が作成されることがあります。
中間素材: PETG と PLA
ナイロンや ＴＰＵただし、PETG は時間の経過とともに十分な水分を吸収し、印刷品質に影響を与える可能性があります。湿気の多い空気に数週間さらされると、湿気による汚染の兆候が現れる場合があります。
PLA は扱いやすいフィラメントの 1 つとよく考えられていますが、それでも多少は吸湿性があります。PETG よりもゆっくりと水分を吸収しますが、長期間不適切に保管すると問題が生じる可能性があります。
耐湿性フィラメント: ABS
ABS は、吸湿性の低いフィラメントの 1 つです。他の一般的な 3D 印刷材料と比較すると、水分の吸収速度ははるかに遅いです。ただし、ABS が湿気関連の問題を免れているというわけではありません。この材料であっても、長期間にわたって高湿度の条件下では十分な水分を吸収し、印刷品質に影響を与えます。
方法1: 市販のフィラメント乾燥機を使用する
業務用フィラメント乾燥機の仕組み
市販のフィラメント ドライヤーは、制御された熱と空気の循環を利用して、3D プリント材料から水分を除去します。これらのデバイスは通常、加熱要素、空気循環用のファン、およびフィラメント スプールを保持するチャンバーで構成されています。熱によってフィラメント内の水分が蒸発し、循環する空気によって水分が運び去られるため、材料が効果的に乾燥します。
さまざまな素材に最適な設定
乾燥温度と時間はフィラメントの種類によって異なります。こちらに簡単な参照表があります:
| 材料 | 温度 (°C/°F) | 乾燥時間（時間） |
| 人民解放軍 | 45-50 / 113-122 | 4-6 |
| PETG | 65-70 / 149-158 | 4-6 |
| ナイロン | 70-80 / 158-176 | 8-12 |
| ＴＰＵ | 40-50 / 104-122 | 4-6 |
| アブソリュート | 60-70 / 140-158 | 4-6 |
これらは一般的なガイドラインです。最適な設定はブランドや特定の配合によって異なる可能性があるため、必ずフィラメント製造元の推奨事項を確認してください。
方法2：オーブンでフィラメントを乾燥させる
オーブンの選択
正確な温度制御機能を備えたオーブンを選択してください。対流式オーブンは空気循環があるため、効率よく機能します。汚染を避けるために、食品の調理とは別のオーブンを使用してください。
乾燥工程
フィラメントに適した温度にオーブンを予熱します。
- フィラメントをゆるく巻き付ける 羊皮紙 または清潔なトレイに置いてください。
- 複数のスプールが接触しないように注意しながら、フィラメントをオーブンに入れます。
- フィラメントの種類に応じてタイマーを設定します。
- 過熱や変形を防ぐため、時々点検してください。
- 乾燥後、オーブン内でフィラメントをゆっくり冷まします。
- 冷却したフィラメントは乾燥剤と一緒に密閉容器に保管してください。
オーブン乾燥は効果的ですが、注意深く監視する必要があります。特定のフィラメントについては、必ず製造元のガイドラインに従ってください。
方法3: 食品乾燥機でフィラメントを乾燥させる
乾燥機の改造
乾燥機から食品トレイを取り外し、フィラメント スプール ホルダーを取り付けます。スプール間にスペースを残して、空気がスプールの周囲を自由に流れるようにし、均一に乾燥させます。必要に応じて、耐熱性素材を使用して乾燥機用のカスタム スプール ホルダーを作成し、最大限のスペースを確保することもできます。
温度と時間の設定
フィラメントの種類に応じて温度を設定します。PLA の場合は 45 ～ 50°C で、4 ～ 6 時間乾燥させます。一方、PETG の場合は約 65°C で 4 ～ 6 時間、ナイロンの場合は 70°C で 12 時間以上かかります。フィラメントがまだ湿っている場合は、時間を短くして徐々に上げてみてください。正確な設定は、フィラメントの製造元にいつでも確認できます。
長所と短所
食品乾燥機の利点としては、低コスト、操作が簡単、穏やかで均一な加熱が保証される、などが挙げられます。しかし、欠点もいくつかあります。ほとんどのモデルは限られた温度範囲しか提供できないため、すべてのタイプのフィラメントに適さない可能性があります。大きなスプールは、一部の乾燥機には収まりません。食品とフィラメントの両方に乾燥機を使用する場合、相互汚染のリスクがあります。
食品乾燥機は手頃な価格の乾燥ソリューションを提供しますが、モデルの最大温度をチェックして、特定のフィラメントタイプに適していることを確認してください。
方法4: DIYフィラメント乾燥ソリューション
乾燥剤チャンバーの作成
密閉容器から簡単な乾燥室を作ります。底に乾燥剤のビーズまたはパケットを敷きます。乾燥剤の上にフィラメントのスプールを固定するための小さなメッシュ プラットフォームを設置します。容器を密閉し、涼しく乾燥した場所に保管します。この方法は時間がかかりますが、すべての種類のフィラメントに安全です。
シリカゲルパックの使用
フィラメント スプールを、シリカゲル パケット数個とともに再封可能なビニール袋に入れます。封をする前に、できるだけ空気を抜きます。これは、すでに乾いたフィラメントを維持する場合や、中程度のフィラメントが湿気を吸収した場合に最適です。効果を持続させるには、シリカゲル パケットを定期的に交換するか、再生してください。
ヒートボックスの構築
低ワット数の電球または加熱パッドと温度計を木箱またはプラスチック箱に入れた加熱ボックスを用意します。加熱要素をボックスの底に固定し、フィラメント スプールを置くための小さな棚を上に用意し、過熱を防ぐために温度を注意深く監視します。これにより、ユーザー側で制御する余地が広がりますが、完全な注意が払われるわけではありません。
特定の 3D プリント材料のフィラメント乾燥ガイドライン
PLA: 低温、短時間乾燥
PLA を 40～45°C で 4～6 時間乾燥させます。PLA は他のフィラメントに比べて湿気に弱いですが、乾燥しても害はありません。50°C を超える温度では変形する可能性がありますので注意してください。 食品乾燥機 または、低温のオーブンで弱火で焼くだけでも十分です。
PETG: 中温、中時間乾燥
PETG を 65°C で 4 ～ 6 時間乾燥させます。PLA と比較すると、PETG は水分を吸収しやすいです。高温で乾燥させる必要がありますが、70°C を超えないようにしてください。一般的に、PETG はフィラメント ドライヤーまたは制御の優れたオーブンで乾燥させるのが最適です。
ナイロン：高温、長時間乾燥プロセス
ナイロンを 70 ～ 80°C で 12 ～ 24 時間乾燥させます。ナイロンは吸湿性が高いため、徹底的に乾燥させる必要があります。ポリカーボネートなどの湿気に敏感な他の素材にも同様の条件があります。最良の結果を得るには、専用のフィラメント ドライヤーまたは注意深く監視されたオーブンを使用してください。
柔軟なフィラメント：優しく長時間乾燥
乾燥した柔軟なフィラメント TPU などの繊維は 40～50°C で 4～6 時間乾燥させます。これらの素材は湿気に敏感な場合が多く、高温になると変形することがあります。低温設定にして、乾燥時間を長くしてください。食品乾燥機や低温オーブンは、柔軟な繊維に適しています。
フィラメントが乾燥しているかどうかを確認する3つの方法
1. フィラメントの表面を調べる
フィラメントの表面がマットな場合は、一般的に乾燥していることを示しています。フィラメントが適切に乾燥すると、色と質感が均一になります。フィラメントに気泡や凹凸がないか検査します。気泡や凹凸がある場合は、フィラメントにまだ水分が残っている可能性があります。目視検査が常に信頼できるとは限りません。
2. 体重減少を測定する
乾燥前と乾燥後のフィラメント スプールの重量を測ります。重量の減少は水分の損失を示します。ほとんどのフィラメントの場合、重量が 0.2 ～ 0.5% 低下すると、フィラメントが十分に乾燥していることを示します。正確な読み取りを行うには、特に小さいスプールの場合は精密スケールを使用する必要があります。
3. テスト印刷を行う
すでに乾燥したフィラメントで小さなテスト印刷を行います。印刷が改善されているかどうかを確認します。たとえば、糸引きが少なくなり、表面の欠陥が減り、層の接着も改善されます。まだ乾燥していないフィラメントで印刷したものと比較します。問題が解決しない場合は、さらに乾燥する必要がある可能性があります。
印刷中の水分吸収を防ぐための戦略
1. アクティブスプールにはフィラメントドライボックスを使用する
印刷中は、フィラメントをドライ ボックス内に保管してください。これらの容器は、乾燥剤または能動除湿によって湿度を低く保ちます。ほとんどのドライ ボックスには、フィラメントをプリンターに直接供給する方法があり、周囲の湿気にさらされるのを減らします。予算が限られている場合は、フィラメント供給穴と乾燥剤パックを備えた密閉容器を使用して、ドライ ボックスを即席で作成してください。
2. 印刷環境の湿度を管理する
印刷スペースの湿度を最小限に保ちます。除湿器は、ほとんどのフィラメントの相対湿度を50％未満に保つことができます。湿度計を使用して現在の湿度レベルを測定できます。プリンターをカバーすることで、湿気に非常に敏感な材料（たとえば、 ナイロン または TPU。
3. 定期的なメンテナンスチェックを実施する
フィラメントの吸湿性を定期的にチェックします。主に質感、色、脆さの変化で判断します。スプールを定期的に計量し、水分の増加を検出します。フィラメントの在庫で何らかのローテーション システムを作成し、長期間の露出前に最も古いスプールを使用できるようにします。保管容器内の乾燥剤は、通常は数か月ごと、または色の変化で判断して定期的に交換します。
より良い 3D プリントのためにフィラメントを乾燥した状態に保ってください。
3Dプリント用フィラメントの乾燥と保管の良好な条件は、高品質のプリントにとって非常に重要です。市販の乾燥機、オーブン、食品乾燥機、自家製の溶液など、最も重要なことは、印刷中に材料を一定の乾燥状態に保つことです。定期的なチェックと適切な保管により、水分の再吸収を防ぐことができます。これにより、印刷の欠陥を減らすことができます。 フィラメントの寿命を延ばす、ストレスの少ない 3D プリントを実現します。最良の結果を得るために、フィラメントの乾燥を 3D プリントの標準プロセスにしましょう。