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2024年の今年、3Dプリンター界隈を４年ほど見てきましたが、最近のトレンドは、

１，高速印刷
２，手軽さ

この２点が大きなトレンドでしょうか？

現在の3Dプリンターの立ち位置を知る為に、3Dプリンターの生い立ちから現在までをざっと書き出してみたいと思います。


現在の家庭用3Dプリンターの殆どが 「RepRap」 プロジェクトに源流を持ちます。RepRap は 自己複製機械 をテーマとしていて、機械が機械を生み出して増殖していく事を研究するテーマとして、3Dプリンターはそのテーマのためのハードウェアとして発展した歴史があります。
主眼は3D印刷技術では無く、自己増殖の方だったようです。

RepRap のHP
↓　↓　↓
https://reprap.org/wiki/RepRap/ja





RepRap で使用された初期型のプリンター


RepRap は増殖を目的としているのでフリーで図面やSoftware が配布されており、それをそのまま利用したり、それをベースとして研究されて高度化された物もまたフリーとして共有がされて来ました。


RepRap に源流を持つ3Dプリンターを 3Dプリントマシンとして発展させてきた企業として、




プルサリサーチ社 があります。https://prusa3d.jp/

RepRap のコンセプト通りに3Dプリンターで3Dプリンターを生産して販売しているのが特徴です。プルサリサーチの創業者のジョセフさんは RepRap プロジェクトの創設者の一人でもあるそうです。なので RepRap の正当な？純正の？ プリンターとしての認知と、各メーカーのモデルのコピー元となって来ました。


歴代のモデル　↓




Prusa i１





Prusa i２





Prusa i３

↑ この Prusa i３ が現在の3Dプリンターの新たな潮流の源流と成りました。


Prusa i３ のクローンが主に中国の企業からキット化されて販売されました。最近の3Dプリンターのブレイクのキッカケとなったのは AnyCubic社 の i3 MEGA-S や、Crearty社 の Ender-3 辺りでしょうか？ どちらもクローンなので i３ の３の名前を引き継いでいるんですね。


AnyCubic　i3 MEGA-S




Crearty　Ender-3



RepRap は自己繁殖を目的としたフリー素材なので、販売目的であっても自由にコピー？クローンの販売が可能の様です。現在でもPrusaの設計図面はフリーで流布されているそうです。

ここ迄が数年前までの3Dプリンターの発展の流れと成ります。
ハードウェアはバラック組みのプロトタイプの様な物から、企業の製品の様に一気に洗練されました。




ここ迄は製品としての3Dプリンターでしたが、ここからは少し細分化してプリンター内で動作する Firmware のお話に成ります。


これらの3Dプリンターはマイコンで動作しているので、そのマイコンにインストールする Firmware と呼ばれる機器内で動作する Software が必要になるのですが、そのソフトウェアの開発もまた Hardwareと並行して単体のプロジェクトとして発展し REPRAP と共に共有され共有・配布と高度化が行わてきたものが各クローン製品に搭載されています。





Marlin のHP
↓　↓　↓
https://marlinfw.org/docs/basics/introduction.html

フリーとして発展した Firmware として幾つかのプロジェクトが有ったようですが、一番発展して採用実績が多くメインとなったのが Marlin Firmwareです。
去年までの販売されていた3Dプリンターの粗全てが Marlin Firmwareで動作していると言っても過言ではありません。
Prusa i3、ANYCUBIC i3 MEGA-S、CREARTY ENDER-3　全て Marlin Firmware がインストールされて動作しています。


ただこの Marlinですが、REPRAP のバラック組みだった頃に採用された標準マイコンがファミコンのCPUの様な安価で処理速度の速くはない物が採用されていたため、高速な動作を目指して作られた。と言うよりは、限られたマイコンのパワー内で如何にして上手に動かすか？的な作り方をされて来た経緯がありました。
マイコンのスペックは、AVR ATMEGA328 8bit 20MHz でした。
このマイコン上で動作するのが Marlin Firmwareの １x系の 最終更新版は 1.1.9 と成ります。

ここ迄が3Dプリンターの創成期から2022年頃までの Marlin Firmwareトレンドと成ります。



Marlin Firmwareの開発はここで一つの転換点を迎える事に成ります。マイコンの能力が足りなくなりそれまで使用し続けてきた8bitマイコンを諦めて32bitマイコン上で動作する高性能路線へと舵を向ける事と成りました。
ここから始まるのが Marlin ２x 系に成ります。2024年の今最新verは、2.1.2.4 となっています。（正確には2.0x系は8bitマイコンでも動作が可能です。2.1x系から8bitがサポートから外れました）

採用されたマイコンは始め ST32F103　32bit 72MHz　が採用されたようですが、ソフトウェアとしての資産が8bitに強く最適化されていたために32bitCPUを効率的には使用できず、あまり高速には動かない感じだったようです。
次に ST32F407 32bit 168MHzが採用されて、高Clockのパワーを使用してそれなりの高速動作が実現されたようです。
今の所CPUパワーを使用したインテリジェンスな機能を実現していると言うより、CPUの高Clockを利用して従来の制御のまま高速に動いているという印象です。




ハイセンスなデザイン？の ANKER社製3Dプリンターもフリーソフトの Marlin Firmware がインストールされています。


この製品には168MHzを優に超えるハイパフォーマンスなCPUを利用している物と思います。
この辺りが Marlinの先っちょ。現在の到達地点だと思われます。高度化に舵を切ってから未だ時間が経っていないので、便利機能が追加されたとかまだ昨今の手軽さを実現した感じではありません。高ClockのCPUで高速作動を実現するのみで印刷に対して気の利いた新しい制御などは有りません。（十二分ではあるのですが）




ここで Marlinに強力なライバルが現れました。Klipper Firmwareです。



klipper のHP

Marlinとは違い現代の高パフォーマンスなマイコンに端から照準を合わせて設計された、3Dプリンター制御の現代化を狙った高性能なファームウェアっといった印象です。本体の振動をF/B制御したり、印刷ノズル内のフィラメントの吐出圧力をセンシングしたりするそうです。他にも本体騒音の個体差もF/B制御で静音化にも配慮しているのだとか。
2023年になってからちらほらと搭載機種を見掛けるように成り、2024年の今年には高速印刷が受け入れられて、すっかりと人気機種となったようです。
一説によると？マイコンには 1.5GHz クラスの十分に高速なものを搭載しているそうです。

Klipper Firmware 採用による高速印刷の波に乗って一気にメインストリームに躍り出たのが アメリカのテキサス州、中国の深圳と上海、日本で展開する新興メーカーの BanbuLabo社です。






エンジニアリングされたハードウェアにインテリジェンスな Klipper Firmwareを搭載して、3Dプリントの時代が一新された感があります。

印刷品質に関しても 海外の 3Dプリンター系の YouTuberたちの比較動画を見た限りですが、Marlin系の Prusaを超える印刷品質を担保しているとの事です。
手軽さも「3Dプリンターが家電レベルに」と言われる程と成り、簡単に操作が出来、高レベルな印刷が誰にでも行えるようになっているそうです。
手軽さ、静音性、印刷品質、製品サポート、何を取っても今までのプリンターとは隔世の感となっています。

業務用3Dプリンターの業界でも隔世の感となり、Bambu かそれ以外、他社はBambuの劣化コピーとまで言われてしまっているようです。

3Dプリンターの高性能化は Firmwareによる影響が大きい事がご理解いただけるかと思います。


2023年から3Dプリンターは Klipper Firmware と BanbuLabo社の登場により、新たな時代に突入したと言った所です。



デザインもサイズも良くてイイですよね。 BanbuLabo A1 mini　3万円台です。farmwearは BanbuLabo社 が Klipper をカスタムしたものが搭載されています。

一番の特徴はこれ
↓　↓　↓


「A1 mini は、3D プリントのフロー制御に革命を起こします。高解像度、高周波の渦電流センサーを使用してノズル内の圧力を測定します。当社のアルゴリズムは、測定値に応じて流量を積極的に補正し、正確に押し出します。」
↑
これを実現しているのはBambu Labo ただ一社です。（私調べ。）
他社とはエンジニアリング力の格差が著しい。


ご興味がある方はこちらの動画で詳しくレビューされていますのでご覧下さい。（字幕と翻訳ONでご覧下さい）
↓　↓　↓





遅れを取っているかのように思える Marlin系のプリンターですが、先陣を切って改良に当たっているのはやはり Prusa社となっています。Prusa社は Marlinを採用はしているのですが自社で改良を重ねてスープアップしているので生粋のMarlinとは少し違ってきています。最近では Klipper の機能に合わせたかのような機能アップを狙ったMK4が発売になりました。




従来までは i３ MK3 とか、i３の名前が付いていたのですが、今回からi３が外れて MK4 と言う名前に変更になりました。
歴史のある i３だったのですが、商品的に過去との決別を意識したのか？ 名称変更になってしまいました。（こう言うので成功した事例を見た気がしないのですが大丈夫なのかな？）
Prusa i3の改良の歴史はこちらから
↓　↓　↓
https://ja.wikipedia.org/wiki/Prusa_i3
　　Prusa i3 Wikipedia

MK4ではフレームから変更になっていて、HOTエンドの高流量化への対応を済ませて、高速化による振動への Hardwareとしての対応と farmwearでの対応も同時に行われ…なかったようです。ここ迄の流れを理解するとMK4のアップデートの中途半端感が見えてくる人も居るのでは無いでしょうか？ farmwear の開発が遅れているようですね。
とは言えサーボモーターの0.9度Step品への変更と新たな高速マイコンの導入が行われたので、音も滑らかになり良く動くプリンターへと変貌した感があるのもと思います。






ここ迄の移り変わりを写真にするとこんな感じです。




後塵を拝している感のある Marlin系採用の3Dプリンター陣営ですが、3Dプリンターによる3Dプリントは、本体の性能だけで印刷品質が決定される訳ではないので、必ずしも最終的に得られる3D印刷製品が Klipper系のプリンターに劣るという事には成りません。




↑
上の写真はPCで3Dプリンターへの指示をシュミレーションするスライサーソフトの画面になります。




3Dプリンターのツールパスや樹脂の押し出し量をはじめ、クーリングファンや温度の設定もこのスライサーソフトを使ってpc上で行います。
この左側の文字列の羅列がスライサーソフトの出力と成ります。このG-CODEと呼ばれる主に座標の羅列を3Dプリンターが読み取りながらその通りに印刷を行う仕組みになっているので、印刷品質にはSlicerSoftの影響が大きく関与します。




↑
スラーサーソフトから出力される G-CODEの羅列。XYZの指示と樹脂の押し出し量、クーリングファンや温度の指示も全てG-CODEのコマンドとしてスライサーソフトが3Dプリンターへ指示を出す仕組みになっています。具体的にはこのG-CODEをファイルにして3Dプリンターに送り、3Dプリンターがそれを読み込みながら印刷します。
逆に言えば3DプリンターはG-CODEの通りにしか動かないので、このC-CODEの品質が印刷品質を決めると言っても過言ではありません。 このスライサーソフトの出来や設定が3Dプリントの品質に於いて大きな割合を分担している事に成ります。



このスライサーソフトも REPRAP と共に研究開発され、共有・配布されて来ました。その代表格が Slic3r と成ります。



ですがSlic3r は数年前に開発がSTOPしていて、その開発を受け継いだのが PrusaSlicer となっています。（正確にはSlic3rのPrusaEditionが PrusaSlicerとしてSlic3rを引き継ぎました）



当然双方フリーソフトです。





そして Bambu社が3Dプリンター業界に参入に当たり独自に開発したのが BambuStudio です。BambuStudio は PrusaSlicer をベースとして開発されてこれもフリーソフトです。印刷品質の良いPrusaSlicerを印刷エンジンとして、取っ付き易いCuraSlicer の UI を導入した感じの仕上がりになっています。出来るだけ簡単に、家電感覚で使用できる感じを狙っている様です。




BambuStudio から更に枝分かれして開発された OrucaSlicer も最近流行です。





これら３者のSlicerSoftは 印刷品質の向上を目指して各々開発を進めていますが、３兄弟なので互いの良い所を導入しあってさらに良いSlicerとして発展を始めている所となっています。

SlicerSoft はUIに大きな違いがありますが印刷エンジンは同じものが使用されているので、出力される G-CODE はユーザーの設定次第で印刷品質が異なってくると言えるかと思います。





ここまでを纏めるとこんな感じの系統になります。

今回は Reprap projectの系統を軸に 3Dプリンターを見てみました。当然他の系統も有りますのでこの限りではありませんが、生い立ちから現在までの3Dプリンターを私なりの理解で紹介してみました。


A1 mini 欲しいな。。 と思い書いてみました。





ー追記ー
bambulabのプリンターはklipperでは無く、オリジナルのファームウェアが搭載されているそうです。
klipperの搭載との記載は間違いでした。

前回、こちらのブログで 4-2-1 タイプのエキマニの排気干渉について書きましたが、どうやら間違ってしまったようです。。





こちらのイラストは 4-2-1タイプの集合部の説明には不適格でした。


イラストを見ると 4-2-1タイプは 2-1の集合部までが長く、排気脈動が到達するタイミングをずらす事が出来るので排気干渉が起きない、と見とれますが、この効果は 4-1タイプの集合部までの距離をイラストの 4-2-1と同等まで長く取った場合にも同様の効果を得られるので、集合部までの長さ違いでの特性を表している事に成り、4-2-1 集合特有の効果を表したものではありませんでした。。
どうも通説があるとそちらに理解が引っ張られてしまいます。。（イイワケ）






考えたのですがきっと、排気干渉の原因となる衝撃波(排気脈動）を減衰させる機構なのかな？と今のところ考えています。
１番シリンダーに到達する排気脈動が排気干渉の原因と置いた時、①2-3の集合部で衝撃波が分散する。②1-4の集合部で衝撃波が分散する。 こう考えると 4-2-1タイプのエキマニは排気脈動によるデメリットを低減する為にそうしている。と考える事が出来ます。
こうする事で狙いの出力特性を実現する集合部長さを設定しても、副作用として排気干渉してしまう回転領域の排気干渉をキャンセルして、全域で排気効率に優れる排気管とする事が出来る。と言う理屈が成り立ちます。

こう考えると、




この様な排気管の狙いも見えてくる？？？
排気脈動を排気の効率向上に使用するのでは無く、排気干渉の原因となってしまう排気脈動を低減すると言うコンセプトかな？
最高出力狙いの集合管だとして、中回転に排気干渉する回転タイミングが出来てしまうとしたら、４-2-1 にしたり エキパイ同士を繋げてしまう事で排気脈動を低減して排気干渉を低減する。多分こうじゃないかな？と思います。


そう考えると、SR400/500の純正マフラーに付いているボックス？お弁当箱？を考えるための理屈にも使えます。




6-2-1 の集合管には 6-1 ではダメで 6-2-1 にしなければならない、しっかりとした理屈があるのですが、4-2-1 の集合にはその理論が当てはまりません。。



次回は、6-2-1 の排気干渉についてかな？

排気干渉とか排気脈動って言葉をよく耳にしますが、実際何？って所が不明だったので、調べたらすぐに答えが見つかりました。

今回のイラストも排気干渉を説明する上での神イラストだと思ったので紹介します。



出典 https://motor-fan.jp/tech/


最近エンジンの事をしらべると大体モータファンのページにたどり着きます。

MFのページにこのイラストが有ったのですが、イラストの紹介のみで技術的な説明が無かったので、文脈的にマツダのSKYACTIVエンジンのメーカーの説明のスライドを転載した物なのかな？と思われます。


4気筒エンジンの集合管を考えた時に 4-1 タイプの集合管は 4,000rpm未満の領域で排気干渉が起きる。と説明されているようです。特に4,000rpmでは吸気への吹き返しも有るよ。と丁寧に書かれています。ポジティブに捉えるとオーバーラップ時に集合管による掃気効果が期待出来るよ。とも見えますね。
（当然一例の説明なのでバルタイやエキマニの長さによって回転数の値は変わってきます。）

4-2-1 タイプでは 2,000rpm以上の実用領域では排気干渉が起こらない。と説明されているようですが、深読みすると8,000rpmに近い高回転では排気干渉が起こると読み取れます。

一般的に言う 4-1は高回転型で 4-2-1 は低中回転型 という事が分かり易く表現されていると思います。神イラスト！！

このブログだけ読んでいる方には分かり難い説明となってしまって居ますが、ここまでのブログを読んで理解いただけている人には分かる様になっていると思われます？


パット見で矢印は排気脈動の到達ポイントを示しているように見えますが、、ちょっと計算して確認しましたが、4-1のエキマニで50度の位相で脈動到達と仮定すると、集合部まで70cmと計算出来たので、排気脈動を示しているで間違いが無い様です。（←エキマニの排気脈動の計算が出来る様になりました）




話は変わりますが、4気筒エンジンで集合させない単気筒毎にBestな排気管を考えた時に、とある排気量で12,000rpmが最高出力となるエンジンで、エキパイのΦ数を××mmと設定した時の集合部までの最適長さは 1mになるそうです。イメージとは違い長くすると高回転高負荷型。短くすると低回転低負荷型に成ります。これは私がネット上で見つけた唯一の具体的な集合管の設計手法と数値です。理屈はまた別の機会にしますが、この1mの排気管を集合して集合管とするのがBestなのだと思いますが、必ずしも集合管で得られる効果と排気干渉で起こるデメリットがユーザーの要求通りとは限りません。

実際に集合管を設計しようと思うと、脈動による排気干渉の計算値と、単気筒分での最適な長さとのアンマッチが起こる事に成ります。バルタイで調整を行ったり、どちらかの特性に寄せるなどのすり合わせが必要になる様です。


どこかのバイク屋さんが、高回転では抜けが良く、低回転では適度な抵抗があるマフラーが良い。なんて書てるのを見掛けましたが、しっかりとした設計手法から見るととてもチンプンカンプンで面白い理論です。。。「それは 違うと思う 」ってやつですね。
とか言いながら私も高校生の時は同じことを考えていました。誰もが通る道ですね。




排気系の理屈を紐解くのはなかなか難しいですが、もう少し理解が深まったら纏の記事にしたいと思います。 それまでは小出し記事が続きます。。




SR400/500のノーマルマフラーに付いているお弁当箱は、あれは脈動のコントロールをしている物と思います。（未確認なので空想話です。どうなんでしょうか？インテークチャンバーと同じ理論じゃないかな？）







エンジンが好きな人には面白い？ おすすめ動画です。




ー追記ー

記事の内容が間違っていました。。。
イラストを見ると 4-2-1タイプは 2-1の集合部までが長く、排気脈動が到達するタイミングをずらす事が出来るので排気干渉が起きない、と見とれますが、この効果は 4-1タイプの集合部までの距離をイラストの 4-2-1と同等まで長く取った場合にも同様の効果を得られるので、集合部までの長さ違いでの特性を表している事に成り、4-2-1 集合特有の効果を表したものではありませんでした。。
どうも通説があるとそちらに理解が引っ張られてしまいます。。（イイワケ）

こちらに新しい記事を書きました。

断水した時のためにペットボトルの水の買い置きは行っているのですが、実際に手を洗いたくなった場合にはどう使うか？シャワーにしても水量を無駄に使ってしまうので霧吹き状にして使用するのが効率的にも使い勝手的にも良いかなと思いAmazonの蓄圧式スプレー2L を導入しました。





https://amzn.asia/d/9bAxCPj

中国発送のAmazonとしては高いかな？検索している時間も勿体無いので調べるのもそこそこにポチリました。





実際に手を洗って見ましたが、ノズルが短くてシンクの外に水が跳ねてしまい今回の目的には使い難かった。。

ポンプの能力とか水量とかは良い感じなんですけど。





付属の長いノズルと繋がってくれれば良いのだけれど、、、





仕方無く3Dプリンターで変換コネクターを作成してドッキング。





合体。

これで手洗い皿洗いの水の使い方の問題は解決です。ポンピングしながら2Lの水を4分間の連続噴射で使い切る感じです。
他にもっと良いものがあれば良いのですけどね。





https://www.city.yokohama.lg.jp/kurashi/sumai-kurashi/suido-gesui/suido/torikumi/saigai/oukyu-kyusui.html

肝心の水ですが横浜市の場合は主に小中学校に給水所が設置されるそうです。市のHPにMAPが載っていますが災害時にはインターネットが使えない事も考えられますので事前の確認が良いとの事です。


洗濯は大きなジプロックみたいなもので行うと良いそうです。
風呂も入りたいですがそれは無理そうですね。今回用意した蓄圧式霧吹きで体をシャワーする位が現実的かな？

あとはウェットティッシュよりも赤ちゃんのおしりふきが便利だとか、、


「備える」って、なかなか大変です。

久しぶりに3Dプリンターの設定を見直したので覚え書きです。

8bitCPUを採用している様な、あまり高速に動かない様なプリンターで、バグを引き起こしたり、印刷の失敗が少ない様に印刷するコンセプトです。







上記はmarlinファームウェアの設定値です。robinなのでテキストファイルで設定が可能です。
・ＸＹ軸はMARLINのSTDと同じ。
・Ｚ軸は出来るだけ高速化。垂れ防止。Ｅ軸の高速化と合わせてワイプは使わない方向。
・Ｅ軸は出来るだけ高速化。垂れ防止。Ｚ軸の高速化と合わせてワイプは使わない方向。ジャークは低い方が高解像度だけどボーデンなのでそのまま。変更しても理屈ほどの影響は無い。




〔プリンター→ 機体の限界〕




・G-CODEへの出力設定を忘れない様に。
・ＸＹ軸はMarlinのSTDな値。Ｚ軸とＥ軸は大幅に高速化。垂れ防止。
・射出時の最大加速度のみ低めに設定。ジャークを低下させずにコーナー部の印刷品質を維持する方向性。オールマイティー性も向上。




〔プリンター→ エクストルーダー１〕




・引き込みは十分に長く＆ 高速に設定。復帰はブロフ防止の為に遅め。
・レイヤーチェンジ時の引き込みはボーデンなので必要。
・ワイプをOFF。 垂れが少なく成るとワイプが印刷品質を落とすので。
・ノズル太さは少し細く設定。慣例的。




〔プリント設定→ 速度〕




印刷速度は基本的に自動。




〔プリント設定→ モード||アドバンス〕




射出幅も自動に設定。




<速度>




こんな感じの設定にすると、プルサスライサーでは概ね40mm/s程の印刷速度になる様です。 (本来的にはmvsの値で制御される筈ですが、)
（このスピードは明示的には設定は出来ないのですが概ね、プリント設定→ 速度→ オートスピード→ 最大プリント速度 の設定項の 1/2の速度となる様です。）




<速度>




輪切りにして内部の印刷速度を確認すると ”赤” の印刷速度が相対的に速い部位と、”緑” の遅い部位が確認できる。これは「射出幅」と「フローレート」を確認すると理屈が見える。




<射出幅>




印刷中の樹脂の押し出しの幅は必ずしも均一では無い。 壁の厚さを均一に保つために傾斜のある部位は太く印刷する必要が有る。
射出幅が細い部位では印刷速度は速く、射出幅が太い部位では速度が遅くなっている。




<フローレート（体積押し出し量）>




フローレートで見ると射出の太さに合わせて速度を可変させる事によってフローレートを一定に保っているのが分かる。


3Dプリンターの印刷制御は基本的に、ノズルからの樹脂の吐出速度を一定速として、ＸＹ軸の移動速度を調整してソフトクリームの様に印刷するコンセプトだと理解すると良い。
Ｅ軸の樹脂の押し出し速度に加減速が発生すると、制御と実際の押し出し速度に乖離が発生してしまうので、出来るだけ一定速としたいという事。

可変レイヤーを使用している時も同様で、薄いレイヤーでは印刷速度が速く、厚いレイヤーでは印刷速度を低下させてフローレートを維持している。印刷表面のフローレートが整うと可変レイヤーでも表面の印刷品質が均質と成ってくるので、一定のフローレートは印刷品質にとって重要なのが分かる。




ここ迄は理屈をベースにしたセッティング。
以下は機器での実際の印刷を加味する。




<実際のスピード>




機体の動作の限界、加速度とジャークを加味した印刷速度のシュミレーション。加速度は仮に基本的な「1000」として設定。
形状の入り組んだインフィルの角部分はジャークの値まで減速されるので概ね10mm/sまで必ず減速する。
40mm/sで印刷→ コーナー手前で加速度の値で減速→ ジャークの値で方向転換→ 加速度の値で再度加速→ 40mm/sで印刷　を繰り返す。




<実際のスピード>




加速度を「350」へ変更。
形状の入り組んだインフィルでは 40mm/sまで加速が出来ず 30mm/s程度の速度しか出なくなったのが見て取れる。 シームの部位も加減速による色のグラデーションが付く。実際低価格のプリンターではこの程度に速度変化を緩慢にしなければ角部分の印刷が綺麗に出来ない。




<実際のスピード>




実際にこの設定で印刷するとオーバーハングになる部位は印刷が荒れ易く、失敗や綺麗な印刷が出来ない事が発生する。

印刷難易度の上昇するオーバーハングになる部位では印刷速度を下げて、印刷難易度を低下させる事で対応する。




〔プリント設定→ 速度〕




〔ダイナミックオーバーハングスピード〕に ☑ を入れる。




<実際のスピード>




設定に沿ってオーバーハングの印刷速度を低下させて印刷品質が向上する。

重ねて樹脂の冷却ファンの速度をコントロールして、オーバーハング部での冷却を強くする事で垂などを抑制する。




〔フィラメント→ クーリング〕




〔ダイナミックファンスピード〕を有効化に ☑




＜ファンスピード＞




印刷の荒れ易いオーバーハング部の冷却を強化して印刷を安定させる事が出来る。

印刷難易度の高くなる箇所にシームが重なると印刷を失敗させる大きな要素となるので、こういう場所にはシームを重ねない様にする。







シームは印刷難易度の高く成る個所を避けるように設定しておくのが基本。



3D印刷には難易度が高い「ブリッジ印刷」があるが、プルサスライサーでは設定の各項目で競合する設定が有り、設定画面も上手く纏っていない。

基本的には、 フィラメント→ クーリング→ FAN設定→ ブリッジファン速度 で設定するファンによる冷却が働く

次に、　プリント設定→ レイヤーと外周→ 高品質→ ブリッジ境界線の検出 ☑ で有効となる 「ブリッジ流量」と「ブリッジ速度」が適用になる。
「ブリッジ流量」の設定は プリント設定→ アドバンスド→ 移動→ ブリッジ部吐出率 で設定する。
「ブリッジ速度」の設定は印刷速度の設定の中にある項目となる。


「ダイナミックオーバーハングスピード」と「ダイナミックファンスピード」と設定項目が重複しているので、どちらが優先されるのかは確認が必要。







・フローレートを安定させる
・やみくもな印刷速度の加減速は避ける
・クーリングをしっかりとコントロールする。
・印刷難易度の高い部位は印刷速度を下げる。


今までの３Ｄプリンターの生い立ちに沿った印刷の設定を追っかけてみました。


細かい事を書くと本来は加速度で加減速を調整するのではなく、圧力均一化の圧力イコライザーを使用して印刷速度をスロープするのが良いのですが、今日時点でバグの為か機能を利用する事が出来ません。
圧力均一化の圧力イコライザーの項目の 圧力イコライザーの参考ページはこちら に成ります。

〔最大体積押出し速度〕は機能しているので、インフィルなど高速化して診察時間を節約したい場合には印刷速度を150mm/sで固定して、体積流量の上限値で印刷速度の上限が掛かるようにするのが良いと思います。最大容積速度の目安は材料別の一覧が こちらのページ に有りますので参考に。



slick3r 改め PrusaSlicerはとても理に適った開発がされているので、理解がし易く使い易いのですが、インターフェースが直感的では無いのでなかなか体系的に理解する事が難しいので分かり易く書き出してみました。


最近主流に成りつつある Klipper制御の3Dプリンターでは、高速印刷に合わせた新しいコンセプトの設定方法が必要なのかな？

旧来の3Dプリント技術は印刷品質の向上に対して印刷速度の低下で品質を担保する消極的なアプローチが取られて居ました。
最近主流になりつつあるKlipper制御系ではプリンター振動のF/B制御や高速マイコンの使用を前提として物理法則を高精度かつ高速に演算して印刷品質の向上を限界まで目指す、速度を落とさない積極的なアプローチが取られる様になり印刷速度の向上も目覚ましいそうです。


現在の3Dプリンター界は制御系の移行の真っ最中と言った感じですが 旧来のMARLIN制御で主流だった PRUSAから、Klipper制御への移行に合わせて Bambu Lab社が主流を取って代わる移行途中に見えます。

併せてスライサーソフトは Bambu Lab社の Bambu Studio が人気の様ですが、そこから開発をフォークした Orcaスライサーが広く人気の様で今の所の到達点のようです。


最新のOrcaスライサーの生い立ちを辿ると、

Slick3r→ Slic3rPrusaEdition→ PrusaSlicer→ SuperSlicer→ BambuStudio→ OrcaSlicer　と分裂？継承？フォーク？を重ねて開発されているので最先端の OrcaSlicerでも印刷エンジンは現在のPrusaSlicerの物が採用されています。なので今回の設定で使用した PrusaSlicerの印刷のコンセプトを理解するのも無駄にはならないかな？と思います。