熱溶解積層方式

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熱溶解積層方式
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熱溶解積層方式は、加熱ノズルフィラメント(樹脂)を押し出し、ステージに印刷する部品のこと。から押し出される溶けた樹脂を、ステージ3Dプリンターにおいて、造形物が印刷される土台のこと。プラットフォームやテーブルともいう。ノズルフィラメント(樹脂)を押し出し、ステージに印刷する部品のこと。の相対位置を変化させることで断面形状を作成し、積層していく方式です。このページでは、熱溶解積層方式の特徴や仕組みについて詳しく解説します。

目次

UTURE
基本情報

熱溶解積層方式の基本情報をまとめました。

ISO規格の名称材料押出法
別名FFF,FDM
プリンター価格安い物が多い
印刷精度あまり良くない
UTURE
仕組み

熱溶解積層方式では、以下の流れで立体物を造形しています。

  1. フィラメントを溶かす
  2. フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。(樹脂)を加熱ノズルフィラメント(樹脂)を押し出し、ステージに印刷する部品のこと。に差し込むことで、フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。が溶解し、絵具で絵を描くかのように、フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。を印刷できるようになります。

    撮影場所:電子技術研究部 部室

    フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。

  3. フィラメントを押し出し、"面"を印刷する
  4. ステージ3Dプリンターにおいて、造形物が印刷される土台のこと。プラットフォームやテーブルともいう。ノズルフィラメント(樹脂)を押し出し、ステージに印刷する部品のこと。をx軸・y軸方向に動かすことによって、加熱され押し出されたフィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。を、ステージ3Dプリンターにおいて、造形物が印刷される土台のこと。プラットフォームやテーブルともいう。に印刷していきます。フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。は外気で凝固し、固体の断面を形成します。

    撮影場所:電子技術研究部 部室

    ▲面を印刷する様子

  5. "面"を積み重ねる
  6. ステージ3Dプリンターにおいて、造形物が印刷される土台のこと。プラットフォームやテーブルともいう。ノズルフィラメント(樹脂)を押し出し、ステージに印刷する部品のこと。をz軸方向に動かしつつ、断面を印刷することで、造形した面を積み重ねていきます。

    撮影場所:電子技術研究部 部室

    ▲面を積み重ねる様子

    この時の各層「一」断面の厚さを積層ピッチ3Dプリンターで積層する際の、各層"一"断面の厚さのこと。この値が小さいほど、プリンターの精度が高く、なめらかな立体を印刷できる。と呼び、この値によって3Dプリンターの精度が決まります。

    また、フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。が浮遊(オーバーハング造形物において、支えがなく宙に浮いた部分のこと。印刷する際には、の間に印刷するサポート材。が必要。)してしまい、積み重ねが困難な際は、サポート材造形中、押し出されたフィラメントが浮遊するのを防ぐため、中空部分(オーバーハング)とステージの間に印刷する支柱。と呼ばれる柱を作り、印刷します。サポート材造形中、押し出されたフィラメントが浮遊するのを防ぐため、中空部分(オーバーハング)とステージの間に印刷する支柱。は、印刷完了後に取り外します。

    撮影場所:電子技術研究部 部室

    ▲取り外し中のサポート材造形中、押し出されたフィラメントが浮遊するのを防ぐため、中空部分(オーバーハング)とステージの間に印刷する支柱。

    デュアルヘッドヘッドが複数付いたプリンターのこと。熱溶解積層方式やインクジェット方式の3Dプリンターに搭載され、複数樹脂を同時に使用できる。3Dプリンターの場合、サポート材造形中、押し出されたフィラメントが浮遊するのを防ぐため、中空部分(オーバーハング)とステージの間に印刷する支柱。のみに水溶性フィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。を使用し、印刷後に水につけて溶かすことで、より精巧な取り外しが可能です。

    撮影場所:3Dソリューションセンター

    ▲水溶性サポート材造形中、押し出されたフィラメントが浮遊するのを防ぐため、中空部分(オーバーハング)とステージの間に印刷する支柱。 BVOH

以上、熱溶解積層方式の仕組みでした。

豆知識! -フィラメント編-

実は、熱溶解積層方式のフィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。には、様々な種類があります!!!

  • PLA樹脂(Poly-Lactic Acid)
  • 農産物を原料とした、エコなフィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。です。強度が弱い反面、異臭が少なく取り扱いが簡単で、価格もリーズナブルです。

  • ABS樹脂(acrylonitrile butadiene styrene)
  • PLA樹脂と並んで、最も一般的なフィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。の一つです。熱収縮率が高く、反りが発生しやすい反面、強度に優れており、価格もリーズナブルです。

  • PETG樹脂(Polyethylene terephthalate glycol)
  • ペットボトルに採用されている樹脂を改良したフィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。です。温度調節が難しい反面、衛生面や耐熱性に優れています。

  • TPU樹脂(Thermoplastic Polyurethane)
  • ゴム状のフィラメント熱溶解積層方式で用いられるチューブ状の樹脂で、リールに巻くことができ、扱いやすいのが特徴。です。取り扱いが難しい反面、柔軟性・弾力性のある造形物を印刷することが出来ます。

撮影場所:3Dソリューションセンター

PLA樹脂

撮影場所:3Dソリューションセンター

ABS樹脂

撮影場所:3Dソリューションセンター

PETG樹脂

撮影場所:電子技術研究部 部室

TPU樹脂

▲各樹脂での印刷物

UTURE
特徴

熱溶解積層方式の特徴を紹介します。

以上、熱溶解積層方式の特徴でした。

UTURE
ギャラリー

熱溶解積層方式のプリンターや、それらの印刷物の写真を紹介します。

UTURE
参考文献
前:3Dプリンターの種類
現在、様々な種類の3Dプリンターがあり、その種類について説明しています。
光造形方式:次
液体樹脂に光を当て、樹脂を硬化させることで断面形状を作成し、積層していく方式です。

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