[Phrozen3D] なぜ光造形3Dプリントにはサポートが必要か?

モデルをプリントアウトする際、3Dプリントに安定性させるためサポートは非常に重要です。3Dプリンターの動作に合わせて3Dモデルは空中にぶら下がっていくため、ビルドプレートにモデルを固定するためのサポートが必要です。モデルにサポートがない場合は、重力によってモデルが落下する可能性があります。

モデルがビルドプレートに密着し、レジンバットに簡単に落下しないようにするためには、サポートを設置することが非常に重要です。通常、サポート構造の先端だけがモデルに接触しています。

スライスソフトを使用し、サポートの太さを調整したり、グリップ力と安定性を高めるためにサポートを追加したりすることで、モデルのプリントアウトを成功させる確率を高めることができます。

太いサポートと細いサポート

Setting Supports
モデルに張り出しや橋がある場合は、3Dモデルに頑丈なサポートを提供する方法として、より太いサポートを使用する必要があります。細いサポートは、一般的に、印刷プロセス中により密度の高い支持が必要な場合をサポートする方法として使用されます。モデルの複雑さにもよりますが、細いサポートだけを使用しても問題はありません。

しかし、作成したサポートが太いほど、後処理の過程で除去することが困難になることに留意してください。逆に、作成したサポートが細いほど、簡単に印刷後に除去可能となります。

サポート先端の調整

次に、スライシングソフトウェアを使用して、サポートの先端を小さくしたり、太くしたりすることもできます。

サポート先端の直径を小さく設定すると、印刷中に十分なサポートが得られない場合があります。 

それに比べて、サポートチップを太めに設定することは、印刷時のサポートがしっかりしていることにつながります。

上径は大体0.6mm、下径は0.8mmに設定することをお勧めします。

通常、サポート先端を小さくすると、サポートが取り外された後にあまり跡が目立たなくなるが、大きいサポート先端を使用すると、サポートが取り外された後にはるかに目立つ跡が残るようになります。

なぜモデルによっては角度をつける必要がある場合があるのか

すべてのモデルが印刷前に傾ける必要があるわけではありません。モデルの表面積が大きい場合は、印刷を成功させるためにサポートを追加することをお勧めします。

これは、FEPフィルムの表面積が大きいほど剥離力が大きくなるためです。印刷中にFEPフィルムの剥離力が、モデルを支える力よりも強い場合は、印刷に失敗する可能性が高くなります。

Chituboxを使用するとモデルを約45度づつ傾けることができます。モデルを傾けながら、自由に設定を変更して、自分に合ったものを探してみてください。

サポートは控えめに使用してください

3Dモデルにサポートを追加すればするほど、モデルの印刷時間は長くなります。これはまた、プロセスで使用する樹脂が多くなり、完成プリントを作成するために必要な材料のコストが増加することを意味します。

スライシングソフトウェアを使用している間は、通常、サポートの設定を手動で調整する機能を選択することができます。何かを調整したり、いくつかのサポートを追加したり削除したりする必要があるかどうかをダブルチェックしたいと思います。

サポートを使用してもプリントの品質に影響はありませんが、後処理の過程でサポートを取り除かなければなりません。ですから、サポートの使用は最小限にして、絶対に必要な場所にだけ追加した方が良いでしょう。

サポートがの強度が不足すると積層痕が発生する可能性があります

サポートの強度が足りなくても、レジンプリントはできるかもしれませんが、よく見ると積層痕が出ています。これは、印刷中にビルドプレートとレジンタンクに対してモデルが振動していることを意味します。

十分にサポートが作成されていされていない部分はずれやすく、レイヤーの位置がずれてしまい、積層痕が形成されてしまいます。

積層痕が形成されると、3Dプリントに少なからず何らかのダメージを与える可能性があります。

出力したモデルがサポートからの分離している場合

印刷後、モデルの一部がサポートに触れていないことに気づいた場合は、サポートまたはサポート先端の強度が十分でない可能性があります。この問題を解決するには、サポートの密度を上げるか、サポート先端の太さを太くする必要があります。

印刷中のモデルを安定させるためのサポートの強度が十分ではないため、印刷終了後にサポートの先端からモデルの一部が分離してしまう可能性があります。

これらが、プリントにサポートを追加することが重要な理由のほんの一部です。

この文章は3Dプリンターメーカ Phrozen3D にて公開されている文章を翻訳したものになります。
原文は下記URLを参照してください

https://phrozen3d.com/blogs/phrozen/why-you-need-to-set-supports-in-3d-printing

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※改造するとメーカーのサポート等は受けられなくなる恐れがあります
ご利用は計画的に

[Phrozen3D]レジン3Dプリントの完璧な洗浄の方法

3Dモデルのプリントアウトを成功させるのは簡単ではありません。印刷設定が正しいことを確認したり、印刷前にZ軸をキャリブレーションしたりと、モデルが正常にプリントアウトされるまでには、何度かトライする必要があるかもしれません。その後、後処理プロセスに移ります。

Feel free to refer to our previous blog post in which we take you through the printing process step by step. 

私たちは以前、プリントアウトする方法についてステップバイステップでしているので、以前のブログ記事を参照してください。

なぜ出力モデルの後処理が重要なのか? 

3Dプリンタでモデルをプリントアウトしたら、プリントを完全に洗浄して後処理する必要があります。この例では、Phrozenの水洗いレジンで出力したモデルのクリーニング方法を実演します。

しかし、なぜ後処理が重要なのでしょうか?
後処理は、モデルが印刷された後にひびが入るのを防ぐために非常に重要です。

印刷が終わったら、ビルドプレートからモデルを取り外します。
紫外線や直射日光に当てる前に、モデルの内部が完全に乾いていることを確認してください。

紫外線や直射日光を浴びる前に完全に乾燥させておかないと、モデルがひび割れてしまう可能性があります。
これは非常に重要です。

3Dモデルをきれいにするために準備するものは? 

使用している樹脂の種類に応じて、水かIPAで満たされた洗面器を2つ用意する必要があります。

  • あなたがPhrozen Water-Washable resin を使用している場合は、あなたのモデルをきれいにするために水を使用することができます。
  • 当社の resin collection の他の樹脂を使用している場合は、95%除菌アルコール(IPA)を使用してモデルを洗い流す必要があります。
  • また、Phrozen Wash: Resin Cleaner を使ってプリントを洗うこともできます。この溶液は、ビルドプレートやモデルに付着した未硬化の樹脂を溶解することができます。

3Dプリントを徹底的に洗浄するには?

あなたのモデルを、大体1〜3分ずつ2回洗う必要があります。これは、使用した樹脂の粘度に大きく依存します。モデル表面が反射しなくなるまで、モデルを洗浄し続けてください。

3Dプリンタ用にSTLファイルをフォーマットする前に、スライスソフトウェアを使用して作成したエスケープホールを覚えていますか?それがなぜ重要なのかを説明します。作成したモデルを水または消毒用アルコールですすぎながら、中空になったモデルの内部もきれいにすすがれていることを確認します。

きれいにすすいだ後、Phrozen Ultrasonic Cleaner を使用し、少なくとも30秒間、水、IPA、または洗剤のいずれかにモデルを浸します。

モデルの洗浄に使用した水、IPA、洗剤などは、そのままで廃棄することはできませんのでご注意ください。廃棄する前に、液中の硬化樹脂を除去してから日光に当てることをお勧めします。

エアガンを使用して3Dプリントを乾かす

モデルが完全に乾燥していることを確認するには、高圧エアガンを使用してモデルを乾かします。所要時間は約10分から15分です。 

モデルの内側の部分も必ずスプレーしてください。エアガンをお持ちでなければ、3Dプリントのサイズに応じて、モデルを約1時間以上乾燥させてください。

換装させた後、どのようにモデルを二次硬化させるか?

モデルが完全に乾燥した後、あなたは、 Phrozen Curing Unit に直接モデルを配置したり、あなたのプリントを治すために自然の日光を使用することができます。

モデルを均等に硬化させるためには、3D プリントは、太陽光または硬化ランプなどを使用して、UV 光を照射する必要があります。

現在、3つのUV硬化ランプがあります

各UV硬化ランプは、異なるサイズのモデル用であり、それぞれの電源電圧は100-240V、50-60Hzです

太陽光での硬化とUV硬化ライトの違いは?

Curing 3D prints

二次硬化に太陽光を使用する場合は、数時間ごとにモデルのあらゆる部分が太陽光に当たるように、モデルの向きを変える必要があります。

しかし、太陽の方向が一日中変化し続けるように日光があなたのモデルのすべての部分に光の均等な二次硬化ができないかもしれないことに注意してください。これにより、モデルが不均一に硬化し、変色する可能性があります。また、太陽光下での3Dプリントの硬化には、数時間かかる場合があります。

それに比べて、Phrozen UV curing lamps は360°回転するプラットフォームを使用しており、モデルのあらゆる部分が常に均等に紫外線を浴びるようになっています。UV硬化ユニットには405nmの波長を持つUVライトが使用されており、必要に合わせて硬化時間を調整することができます。

最良の結果を得るためには、405nmの波長をもつUV硬化ユニットを使用することをお勧めします。UV硬化室を使用している間、モデルは均一に硬化することが保証されています。モデルのサイズにもよりますが、30分から1時間ほどかかります。

これで完成です。モデルが硬化したら、自由に飾ってもいいし、身近な人に見せてもいい。

水洗い可能なレジンを使用した後のモデルの洗浄方法についてのビデオチュートリアルは、以下をクリックしてください。

この文章は3Dプリンターメーカ Phrozen3D にて公開されている文章を翻訳したものになります。
原文は下記URLを参照してください

https://phrozen3d.com/blogs/phrozen/how-to-clean-your-resin-3d-printed-models-perfectly

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[番外編] #テクダイヤ #ノズルチャレンジ #400um

光造形ネタではありませんが、テクダイヤ小山社長よりノズルを提供いただき、ノズルチャレンジに参加させてもらっています。

初回の小さなテストデータはスルスルと印刷できすごい印象は良かったのですが、その後何故か全く出力ができない日が続いていました。レンズリフレクターの試作データで作ろうとしたのですが、モジャモジャか、ヒートブロック付近での詰まりが発生し出ない。ノズル先端は、針を通すと通るので問題ないように思ってはいたのですが、ヘッドを全バラの上清掃して、少し対策をしたところ、とりあえず印刷できる状況になりました。

ここまでにトラブルが多発しまくって、ヘッドを荒らしてしまっているのか、出力結果自体はTronxyのノズルとほぼ変わらない印象。

対策としては、Tronxyのノズルが8mm角の六角に対してテクダイヤは6mm角だったことから、ファンの風が当たりにくかったり熱容量的に小さかったこともあったので、適当なアルミ材でTronxyノズルに近づくようにヒートシンク?をつけてみた条件です。

一点大きく変わったなと思ったのは、サポートが綺麗。あとはリフトも綺麗になっていて、造形中に剥離したりというのは減った印象です。

やっと動くようになったので、これから本腰を入れて評価できそうです

BULGE BUSTER

象の足現象対策。3D DLPの宿命とも言える象の足と言われる初期レイヤーが太る現象を改善するツールがリリースされたようです。

特に平ギヤなんかを出力する場合には噛み合わなくなってしまうので海外でもよく話題になっています。

残念ながらChitubboxでスライスしたデータを加工してくれるツールのようで、NanoDLPには即適用できないので、概要だけ、掴んで置いて同じような対策ができないか試してみることにします。

詳しい内容は動画中で説明してくれていますが、初期レイヤーは通常、ノーマルレイヤーの4-5倍ほどに設定します、デフォルト設定だとノーマルレイヤーが12秒であれば48-60程度で10レイヤーとされています。1レイヤー目では余り影響ないのですが、2-10レイヤーの周辺の、余分な部分が硬化してしまい象の足のように太ってしまう現象が出ています。

このツールでは、太ってしまう分あらかじめ痩せさせておき、トータルで辻褄を合わせているようです。

具体的には初期レイヤーのスライスデータから、20%ほど縮めた状態としたデータを作成してくれるみた後です。原理としてはものすごく単純なので、Windowsへの移植や、最初から、データをそのような形状で設計しておくなど対策はとれるかと思います、

私の場合最初からそう設計した方がかんたんかな、、

nerdtronic3d.com

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ナイロン素材による出力

光造形による出力からは少し脱線してしまうのですが、面白い投稿だったので紹介。個人的にはアリだとおもいます。そういえばナイロンのフィラメントってあんまりみないけど、扱いにくいのかな、

集光レンズ サードトライ

テストした日が異なるので比較しずらいのですがまずは同じ9㎜で比較してみます。
PLA(黒)で出力しっぱなしのスペーサー状態だったのですが、気休め程度ではありますが、アルミテープを貼りこみリフレクター化してみました。心持ち光量があっぷしたかなという印象です。

左が9mmスペーサ(PLA) 右がアルミテープを張り込んでリフレクター化したもの

レンズ付属が11㎜から順に1㎜づつ近づけていってみます。
昨日は11~9㎜まで近づけたのですが、まだ不足していたということから8、7、6mmと追加でリフレクターを用意してみました。

左 8㎜スペーサ +アルミテープ 右:7㎜スペーサ+アルミテープ

11㎜と比較するとかなり改善はしてきたのですが、7㎜スペーサーでもまだほんの少し、周辺光量が落ちている印象です。

6㎜ アダプター+アルミテープ

6mmあたりまで近づけると、ほぼほぼ均一化されてきた様子です。これ以上近づけた場合、LED事態の発熱がかなりあるので、レンズやリフレクターへの影響が怖いため、現状6㎜がベストではないかと思います。

Deffuserの開発者様のアドバイス通りで、レンズをLEDに近づけていくにつれ、全体の光量がだんだん均一化してきました。あとは固定方法考えなくっちゃですね

左SQ1ストック 右6mmスペーサー

SQ1ストックのほうが光量でてんじゃね?orz

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集光レンズ セカンドトライ

いつものようにリフレクター&フレネルなしです。
集光レンズに付属してきたリフレクター(11mm)使用

集光されている部分は光量が稼げているのですが、周辺が暗いですね、Deffuserの開発者様にご協力いただき、リフレクターをFDMで製造し9㎜まで近づけてみることに・・・

自作リフレクター(PLA黒なのでスペーサーともいう)

明らかに周辺光量は上がってきましたよ、うまくいくとテンションも上がってきます。
もう一息という感じなので7㎜ 8㎜Versionもつくってみますかね。

SQ1ストック状態(純正リフレクター&フレネルレンズあり)

そして最後に確認用のフレネルあり状態・・・・敗北です。
SUMAOPAI・・・やっぱりNanoDLP公式ボード作っているだけあるのかもしれません、
純正はよく考えられてますね

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集光レンズファーストトライ

Lcd交換のタイミングもあったので、分解ついでに集光レンズのファーストトライをしてみることにしました。

リフレクター無し、フレネルレンズ無し

まずは何も無い状態から、コピー用紙のみ一枚おいだ状態です。ここが基準になっていきます。

集光レンズ搭載状態

今回到着した集光レンズをおいた状態です。中央の光量が見るからに上がっているのがわかりますが四隅の周辺光量が落ちているので少し集光しすぎかな?と言った印象です。

もう少しレンズを近づけるか、レンズからLcdまでの間を離す対応が必要そうです。

リフレクターのみ取り付け

ついでなのでそれぞれの効果も確認です。まずリフレクターのみ装着。一見暗くなったように見えますがカメラの絞りの都合で周りも暗くなってます。目視だと明らかに光量が上がっています。

リフレクター+フレネルレンズ

フレネルレンズも搭載したSQ1ストック状態です。中央光量は上がりほんの少し周辺光量が落ちているように見えます。こちらも絞りの関係はあるのですが、周辺が落ちたというよりは、中央光量が上がった印象です。

本題の集光レンズなのですが、120度集光なので55mm先でLcd同寸となるのは計算通りとも言えますのでひとまず検証はokとします。レンズ自体の透明度や、仕上げもかなり良い感じですので設定を詰めていけばかなり使えそうです。

寸法的にも流石は32mmパワーLED専用設計なのでベストポジションです。

どうやって固定するかと、レンズとの距離をどうやって縮めようかな

LCDの交換、

ひとまず動かないのも問題だったのでSq1の純正LCDを調達し、サクッと交換。

とはならないのが当実験室。Lcdを交換するにあたって試そうと思ってたことを実施。

LCDパネルだけを撤去したところ、このガラスだけが欲しいんだ!もしくはもう少し左側スペースが、、、なんでここ両面で止めたよ、、、、

仕方ないのでヒートガンであったあっため慎重に、、、後もう少し!ってところでパキッとorz

外れた後は、無かったことにして、新しいLCDつけときました。

次LCD交換の時には、簡単に外れると思うのでガラスだけ摘出できると思いますorz

本命32mm集光レンズも着弾しました。

先日の巨大なものとは別に発注していた32mmピッチ用のタイプも着弾しました。

こちらも、先日のものと同様に非球面ガラスレンズとなっており、取り付けステーのピッチも、50mmとなっておりsq1のヒートシンクにもボルトオンで行けそうな雰囲気です

なかなかいじる時間が取れてないのに部品ばっかり集まっています。