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サポート材とは？業務用3Dプリンターに必要な理由と種類を紹介

2023/12/26

業務用3Dプリンターに不可欠なサポート材は、3Dプリンティングプロセス中に複雑な形状やオーバーハング部分を支え、高品質な印刷を実現する特殊な材料です。サポート材には、モデルと同じ樹脂を使用するもの、サポート専用樹脂、そして溶液サポート材の種類があり、それぞれ異なる特徴と利点があります。適切なサポート材の選択は、3Dプリントの成功に不可欠です。

サポート材とは？概要や必要となる理由を解説

業務用、家庭用問わず、３Dプリンターにはサポート素材が欠かせません。では、サポート素材とは何なのか、概要と必要性について解説します。

◇サポート材とは何か？

業務用3Dプリンターにおいて、サポート材は非常に重要です。サポート材は、3Dプリンティングプロセス中に造形物を支え、安定性を提供する特殊な材料です。

サポート材は、3Dプリンティングプロセスで使用される特殊な材料です。主な役割は、複雑な形状やオーバーハング（空中でサポートなしに印刷される部分）をサポートし、安定した印刷結果を得るのに役立ちます。

サポート材は、特に垂直方向に印刷される部分を支え、崩れたり歪んだりするのを防ぎます。これにより、高品質な3Dプリントが実現できます。

サポート材は、3Dプリンタヘッドから同時に印刷され、造形物と一緒に積層されます。サポート材は通常、専用のサポート構造として設計され、造形物に取り付けられます。3Dプリントが完了すると、サポート材は造形物から簡単に取り外すことができます。これは、サポート材が印刷物に取り付けられた状態から、後処理で取り除かれる工程です。

サポート材は通常、造形物と同じ3Dプリンターで印刷できる特殊な材料で作られており、容易に剥がれるように特別な設計や材質が採用されています。業務用3Dプリンターにおいて、サポート材は高品質なプリントを実現するために欠かせない要素です。

◇サポート材はなぜ必要なのか

印刷された後に取り外すのであれば、必要ないように思えますが、サポート材が必要な理由はいくつかあります。

複雑なジオメトリのサポート

3Dプリンターは一度に一層ずつ物体を積み重ねて作成します。したがって、物体内部や上部に空洞やオーバーハングがある場合、これらの部分をサポート材で補強する必要があります。サポート材は、このような複雑な形状をサポートし、崩れたり歪んだりすることなく正確な印刷を可能にします。

印刷の成功率向上

サポート材を使用することで、印刷の成功率が向上します。サポート材がない場合、オーバーハング部分が垂れ下がってしまったり、物体が崩れたりする可能性が高まります。サポート材は、これらの問題を防ぎ、正確な3Dモデルを作成するのに役立ちます。

オブジェクトの品質向上

サポート材は、印刷物の表面仕上げを向上させるのにも役立ちます。サポート材が存在することで、オーバーハング部分の下側に余分な積層が生じ、印刷物がより滑らかな表面を持つことができます。また、サポート材を取り外した後、印刷物はより美しく仕上がります。

サポート材は3Dプリンティングプロセスの一部で、複雑な形状やオーバーハング部分のサポート、印刷の成功率向上、および印刷物の品質向上を実現するために必要です。サポート材を適切に使用することで、高品質な3D印刷物を作成することができます。

サポート材が必要となるモデル形状とは？

サポート材が必要なモデル形状には、オーバーハングとブリッジがあります。

◇オーバーハング

オーバーハングは、3Dプリンティングプロセス中に物体が自身をサポートしないで空中に伸びる部分を指します。通常、オーバーハング角度が45度以上になる場合に、サポート材を使用せずにプリントしようとすると、品質が低下する可能性が高いです。したがって、オーバーハング部分にはサポート材が必要です。サポート材はオーバーハングを補強し、印刷物が崩れたり歪んだりするのを防ぎます。

◇ブリッジ

ブリッジは、3Dプリンティングプロセス中に物体が空中に橋をかけるように印刷される部分を指します。ブリッジの印刷には、正確な設定と十分な冷却が必要です。ブリッジ印刷中にフィラメントが冷えて固まると、印刷物が安定し、品質が向上します。ブリッジングは、3Dプリンティングにおいて非常に重要なテクニックの一つであり、適切に設計されたブリッジはサポート材の使用を最小限に抑え、素早く印刷を進めることができます。

◇溶液サポート材

溶液サポート材は、サポート構造をサポート物体から簡単に取り外すための特殊な材料です。通常、3Dプリンターで作成された印刷物は、サポート構造を取り外す必要がありますが、サポート材が溶解性であれば、取り外しがしやすくなったり、手間が省けたりします。溶液サポート材は、水や特定の溶剤に溶解することができ、印刷物だけが残ります。このようなサポート材を使用することで、複雑な形状や内部構造を持つ印刷物を作成する際に、取り外し作業が容易になり、品質向上に繋がります。

サポート材の種類とは？それぞれの特徴を紹介

サポート材の種類は多岐にわたり、それぞれ特有の特徴と利点を持っています。ここでは、異なるサポート材の種類について詳しく紹介します。

◇モデルと同じ樹脂

モデルとサポートが同じ樹脂で作られるため、材料の一貫性が高まります。これにより、モデルとサポート間の密着性が向上し、取り外し作業が簡単になります。化学的に互換性のある材料が使用されるため、サポートを取り外す際にモデルに損傷を与える心配が減少します。

また、同じ樹脂を使用する場合、材料コストが統一されるため、材料の管理が比較的簡単になります。しかし、モデルと同じ樹脂を使用する場合、特に複雑なサポート構造を持つ場合、サポートの取り外しに時間がかかるというデメリットもあります。

◇サポート専用樹脂

サポート専用樹脂はサポート構造を作成するために設計されており、モデルとは異なる物性を持つことがあります。サポート樹脂は、モデルの形状をサポートし、容易に取り外すことができる柔軟性があります。

サポート専用樹脂は、サポート構造を迅速に生成し、モデルに取り付けるのに最適化されています。モデルの表面仕上げが向上し、印刷物の品質が高くなり効率も向上します。これにより、時間と材料の節約が可能です。

サポート専用樹脂の使用により、サポート専用樹脂は、特に複雑な3Dモデルや要求の厳しい印刷に向いている選択肢です。モデルとサポートの材料を分けることで、サポートの効果的な取り外しと高品質の成果物を実現するのに役立ちます。

サポート材は、3Dプリンターにおいて欠かせない材料で、複雑な形状やオーバーハング部分のサポート、印刷の成功率向上、印刷物の品質向上を実現するために使用されます。サポート材は印刷物と同時に積層され、印刷が完了した後に取り除かれます。

サポート材が必要な理由は、まず複雑なジオメトリのサポートが必要であり、これによって印刷物が崩れず、正確な印刷が可能となります。また、サポート材は印刷の成功率を向上させ、オーバーハング部分を補強し、品質向上に寄与します。さらに、サポート材はモデルと同じ樹脂で作成される場合と、サポート専用樹脂が使用される場合という2つの主要な種類があります。これらの選択肢により、サポートの効果的な取り外しと高品質な成果物を実現できます。サポート材は3Dプリンティングにおいて不可欠であり、多くのアプリケーションで利用されています。