3Dプリンターについて

積層ピッチが小さい業務用3Dプリンターのメリットとメーカー紹介

2023/11/30

3Dプリンターの積層ピッチとは、造形物の表面を構成する層の間隔のことです。積層ピッチが小さいほど、造形物の表面が滑らかで強度が向上します。しかし、印刷時間やコストが増加する可能性があるため、プロジェクトや用途に合わせた選択が必要です。

積層ピッチとは？積層ピッチ＝高精度ではない

3Dプリンターの性能を評価する上で、積層ピッチは非常に重要な指標のひとつです。積層ピッチを理解する前に、3Dプリンターが物体を作り上げる仕組みについて詳しく解説が必要です。

3Dプリンターは、対象物を製造するプロセスで、薄い層を連続的に積み重ねていく方法を採用しています。この積み重ねられる層の間隔を積層ピッチと呼びます。

積層ピッチは、一つの層の厚みを示す指標であり、この値が薄いほど、最終的な造形物における層同士の境界や段差が目立ちにくくなります。つまり、積層ピッチが小さい場合、仕上がりの表面はより滑らかで、物体の強度も増加します。

しかし、3Dプリントは積層ピッチだけが精度を決定するわけではなく、その他の要因も影響します。プリンターの設定、使用する材料、印刷速度、温度など、さまざまな条件が精度に影響します。

したがって、積層ピッチが小さいからといって、すべての場面で精度が向上するわけではありません。そのため、積層ピッチを選択する際には、特定のプロジェクトや用途に適した設定を選ぶ必要があります。

積層ピッチと強度の関係について

3Dプリンターにおいて、積層ピッチは造形物の品質と性能に深い影響を及ぼす要素のひとつです。

積層ピッチは、3Dプリンターが造形物を作る際に、材料を層状に積み重ねる際の各層の間隔を指します。この間隔がどれだけ小さいか、あるいは大きいかは、最終的な造形物の外観、滑らかさ、および強度に影響を与えます。

積層ピッチが大きい場合、各層が厚くなり、積み上げられた層同士の接触面積が減少します。これにより、造形物の表面は段差やギザギザが目立ち、滑らかさが損なわれる可能性があります。

また、接触面積の減少は強度にも悪影響を及ぼし、造形物がずれやすくなります。したがって、積層ピッチが大きい場合、外観や強度の面で制約が生じることがあります。

一方で、積層ピッチが小さい場合、各層が薄くなり、層同士が密接に接触します。これにより、造形物の表面は滑らかで均一になり、強度も向上します。層同士が密着するため、造形物はより安定し、ずれにくくなります。

しかし、積層ピッチを極端に小さくしすぎると、印刷時間が増加し、コストがかさむ可能性があるため、プロジェクトの要件とのバランスが必要です。

また、3DプリンターのFDM方式では、積層強度の向上が一般的に難しいとされています。これは、FDM方式が細い溶融ビードを積み重ねるため、ビード同士の隙間が生じやすく、強度に悪影響を及ぼすからです。

積層強度を向上させるためには、さまざまな造形方法が提案されてきましたが、その背後にある原理や失敗時の解決策についての明確な手がかりは限られています。

積層強度を向上させるには以下の方法があります。

◇積層温度の調整

材料の積層温度を適切に設定することが重要です。過熱や過冷却を防ぐために、材料メーカーの推奨温度範囲内で印刷を行います。

◇レイヤーの融合

隣接するレイヤー同士の融合を強化するために、適切な速度とフィード率を設定します。これにより、隙間が減少し、強度が向上します。

◇デザインの最適化

物体のデザインを最適化し、部品の強度を向上させるための構造的な要素を組み込みます。リブ、リブサポート、充填パターンの最適化などが考えられます。

◇補強材の使用

特に強度が必要な部分には、繊維強化材料や補強材を導入することで、積層強度を増加させることができます。

これらのアプローチを組み合わせて、FDM式の3Dプリンターで積層強度を向上させることができます。ただし、材料の選択やプリンターの設定、プロジェクトの要件に応じて、最適な方法を選択する必要があります。

積層ピッチの小さい業務用3Dプリンターを提供するメーカー

3Dプリンターにおいて、積層ピッチは造形物の強度や品質に直結する重要な要素として位置づけられます。積層ピッチは、3Dプリンターが物体を層状に積み重ねて作成する際の各層の間隔を指し、その値が小さいほど、造形物の外観や性能に良い影響を与えます。

特に、積層ピッチが小さい場合、造形物は滑らかで均一な表面を持ち、強度が向上し、細かいディテールも精密に表現される傾向があります。

業務用3Dプリンターを提供する企業の中で、積層ピッチを最小限に保つことに焦点を当てているメーカーがあります。以下はその一例です。

◇日本3Dプリンター

日本3Dプリンターは、10年以上の経験を持つメーカーで、3Dプリンター技術を通じて製造業における生産性向上や品質改善に貢献しています。彼らの業務用3Dプリンターは、積層ピッチの微調整が可能であり、高精度で高品質な造形物を実現します。さらに、低価格で高性能なプリンターを提供し、産業界における3Dプリントの潜在的な可能性を引き出すための技術研究にも注力しています。

◇キーエンス

キーエンスはセンサーや自動化機器の分野で知名度が高い企業ですが、同社は高品質な3Dプリンターも製造しています。キーエンスの3Dプリンターは、積層ピッチを15μmという極めて微細なレベルで調整可能であり、高精細な造形を実現します。

さらに、プリンターは高い精度を持ち、部品同士の適合性が優れているため、高品質な造形物の製造に適しています。

これらのメーカーは、積層ピッチを小さく保つことによって、造形物の外観や強度を向上させるための高性能な業務用3Dプリンターを提供し、多くの産業分野で利用されています。

3Dプリント技術の進化に伴い、これらのメーカーは製造業の生産性向上や品質管理の革命を支えています。

3Dプリンターの性能評価において、積層ピッチは重要な指標であり、積層ピッチが小さいほど、造形物の外観や強度が向上します。積層ピッチは、3Dプリンターが物体を作り上げる際の各層の間隔を指し、その値が薄いほど、最終的な造形物における層同士の境界や段差が目立ちにくくなります。

ただし、積層ピッチだけが精度を決定するわけではなく、プリンターの設定、使用する材料、印刷速度、温度なども精度に影響します。したがって、積層ピッチを選択する際には、特定のプロジェクトや用途に適した設定を選ぶ必要があります。

積層ピッチと強度の関係において、大きなピッチは造形物の外観や強度に悪影響を及ぼす可能性があり、小さなピッチは滑らかで均一な表面と高い強度を提供しますが、印刷時間やコストが増加することがあります。特に3DプリンターのFDM方式では積層強度の向上が難しいとされています。

積層強度向上のためのアプローチには積層温度の調整、レイヤーの融合強化、デザインの最適化、補強材の使用が含まれます。これらを組み合わせてFDM式の3Dプリンターで積層強度を向上させることができます。

また、業務用3Dプリンターメーカーとして、積層ピッチを最小化することに焦点を当てているメーカーが存在し、高性能な業務用3Dプリンターを提供しています。日本3Dプリンターとキーエンスはその一例であり、造形物の外観と強度向上に貢献しています。これらのメーカーは、3Dプリント技術の進化を通じて製造業における生産性向上と品質改善を支えています。