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仕事は装置の設計と試作モデルの製作の両方で、３Ｄプリンタが大活躍しています。



そんな３Ｄプリンタでの製作中に面白いものが見られた・・・。

上の画像がそれだが、なにやら人の足が逆さに見えているような雰囲気にも見えるが、これはモデルを造形する時に、オーバーハング部分に自動的にサポートを付加するという設定で出力した時に見られます。

サポート無しでは上手く造形できずにダレてしまうような場所も、こうしたサポートを付加するという設定で行い、且つ自動でスライシングソフトウエアに任せるだけでそうした不具合を回避できるわけです。

何でもかんでも「サポート付」で造形すれば良さそうなものですが、自動サポートと言うのはやはりサポートをどこに着けるべきか？等を含め完璧とは行かず、サポート無しで問題が無ければサポートは付けない方が材料の無駄も省けて美しい仕上がりを得られたりする場合もあります。手動でサポートを付けるという方法もありますが、それも結構手間がかかるし、完成後にサポートを奇麗に外すのも手間がかかって時間を失う原因になります。

材料の無駄と言う点ではフィラメントも最高強度が出る様なフィラメントは非常に高価で少しでも無駄を出したくは無いのです。

以下の画像のフィラメント等は左側の物は￥28,000/1kgで右側の物は￥12,000/1kg程の価格で売られていたりしています・・・・。観賞用のフィギュア等を出力するのであればもっとずっと安価な（￥2000/1kg程度～）PLA材やPET材で済ませられる所、こちらは機械的強度が高く求められる機械部品を作っているので、フィラメントも買えるものの中では殆ど最も高価な材料を使っている訳です。



ですから造形を失敗すると金銭的な痛手となるばかりでなく、時間も失ってしまう為、どのようなモデリングをすれば失敗を無くせるか？頭を使って予測して造形しているのです。

ひと巻1kgのフィラメントですから500ｇの造形品だと2個作れば終わってしまう量なので、構造的強度が十分で軽く無駄の少ないモデルを設計する必要もある訳です。

それと新しい3DプリンタはビルドプレートがＺ方向（上下）しか動かないので高速で印刷してもモデルにはＸＹ方向の加速度がかからず背の高い造形物でも問題なくプリントできるのです。当然そういう高速化の事を考えてこのような方式を選んでいるのだと解りますね・・・。

3Dフィラメントの乾燥は7％が限界でした。

シリカゲルの乾燥を何度しても、それ以上は数値が改善せず、センサーの問題なのか如何かも解りませんが、兎に角今私の手元にある道具を使っての限界は７％表示まででした。

その乾燥後のフィラメントを、フィラメント供給ボックスに入れて出力してみました・・・・。

ボックスの中にはシリカゲルをたくさん入れて、7％まで乾燥させたフィラメントを使ってみたのです。ボックスに入れた湿度計は10％を示していますが、多分これはこの湿度計の表示精度の違いなのだと思います。



それで、出力してみた訳ですが、乾燥度が高い事の効果は歴然としていて、以前に見られた糸引きに起因する無駄なゴミが殆ど出ることが無く、ノズル周辺も非常に奇麗なままです。

ノズルもタングステン製の新しいものに交換したのですが、その新品のノズルの状態が良い事も手伝っているのだと感じます。とにかくプリントされた部品はノズルが隣の部品に移る時に出がちな糸引き痕も皆無で非常に美しいものです。新品のノズルの影響は僅かには有ると感じますが、殆どはフィラメントの乾燥度の高さによって得られた成果と言って間違いは無さそうです。

フィラメントドライヤーにシリカゲルのバッグ２個を入れて、湿度を監視していると、ある程度乾燥が進むが、やがて時間をかけても湿度は変化しなくなってしまう。

そこでシリカゲルのバッグを取り出して電子レンジで２分加熱してドライヤーに戻す・・・そういう事を数回繰り返して合計時間では多分３６時間以上になったと思うが、とうとう10％以下の湿度が表示されるようになった。

以下参照　　チャンバー内部の空気に含まれる水分は8％程度である事を示しています。



多分これでフィラメントの湿気に依る弊害が取り除けると思うので、今度悪い結果が出た時には「フィラメントの湿気が原因か？」と言う事は除外できると思う。

まあ、それだけですが、↓は今日届いた１ｋｇのシリカゲルです。1kgで￥767は安いと思う。



後日プリント結果を報告します。

ここの所、良く使っているQIDI TECHのＰlus4だが、使うフィラメントは殆どがカーボンフィラメント入りのポリカーボネートやナイロンで、強度を重視した機械の部品ばかり作っています。

それらのフィラメントはポリカーボネートやナイロンがベース樹脂なので、何方とも吸湿性が強く、良く乾燥させてから使うのが定石と言う事で、これまで使っていた吸湿用のシリカゲルで、保存中や、プリント中にパッシブに湿気を取る方法では十分ではないと考えて、アクティブに加熱して乾燥させる装置を導入した。

リールを2本入れられるもので安価（￥10,999）な物だがそれなりに使えている。

↓左側のリールはポリカーボネート＋ＣＦ、右はナイロン+ＣＦです。



この様な装置だが、部屋の中の空気の湿度は70％程の現在で、保存用のジップロック式のポリ袋の内部の湿度はシリカゲルを入れてあることも有って45％程に保たれていた・・・。

そういう状況でカーボン繊維入りのポリカーボネートを使ってプリントしているのだが、やや満足が行かない仕上がりになるので、湿気を疑ってみた訳で、「電熱式送風フィラメントドライヤー」で何処まで乾燥させられるか試したが、説明書によれば小さな穴を1か所開け放って乾燥させるように書いてあったのだが、どう考えても納得がいかない・・・、温度を上げてチャンバー内の空気を攪拌したところで湿度の低下は直ぐに頭打ちになってしまうと考えられたが、正にそうであった。

小さな穴を開けて、私のいる室内の空気と混じっている訳だから温度が高い事でフィラメントに吸い込まれていた水分が空気の湿度の飽和点を温度を上げることで高くしているだけだから厳然たる限界があるはずなのだ。

案の定チャンバー内部の温度を70℃に保っても40％程迄しか下がらないのです。

そこで私は、その乾燥装置のチャンバーの中に大きめのシリカゲルのバッグを2個入れて様子を見ていると34％程度まで下がりましたが、4～5時間かけてもやはりその辺で頭打ちになってしまうので、これはシリカゲルの吸湿が周囲の湿度と釣り合ってしまっていると考えられたので、シリカゲルのバッグを取り出して電子レンジで2分程過熱して水蒸気を追い出してから再びフィラメントドライヤーに入れたのです。

そうすると更に湿度は下がるのですが、4～5時間でやはり頭打ちになります。

仕方ないので再びシリカゲルのバッグを取り出して電子レンジで加熱…それを3回ほど繰り返して21％程度までフィラメントドライヤーの内部空気の湿度を下げることが出来たのです。



こんな作業を繰り返すことで何処までフィラメントの湿度が下げられるのか？一体何時間かければ良いのかよく判らないです。あと3～4回やれば10％程度まで下がる感じもするのですが、シリカゲルの吸湿性能を利用することで下げられる限度がどの辺になるのか良く解りません。

只、当初の45％程度の湿度の保存ポリ袋での保管状態からすればかなり湿度は下がっているのでプリントへの悪影響はかなり抑えられるだろうと予想しています・・・。

因みに、このフィラメントドライヤーの説明文には、シリカゲルを併用する方法についての文章は何処にも書かれていません・・・・・。

だいぶ前から新しい機械を購入しようと考えていたFDM式の3Dプリンタを発注し、2日後の今日到着した。

QIDI TECH社のPLUS-4と言う機種です。

購入する前にはもっと大きな造形物が製作可能な装置を・・・とも考えていましたが、設置面積などを考慮した上でコスパの良いこの機種にしました。

早速テストプリントを行なってみたので、その動画をアップいたします。



やはり１０年近く前の機械とはレベルが違っていて、その速さは目を見張る物がありました。これまでの機械の推奨運転速度の約１０倍の速度（600ｍｍ/sec）まで上げられるのですが、今日は200mm/secでプリントしてみました。これまでの機械では50～60ｍｍ/sec程度の推奨値で運転していたのです。

それでも恐ろしく速く動くので、ちゃんとプリントできているのか？と思いましたが、仕上がりも奇麗で２度ビックリ！更に運転音が非常に静かなのです。（余りに静かなので動画処理ソフトで音量レベルを3倍ほど高めてありますが、映像の速度は実際の速度です。）

たった１０年でここまで進歩していたとは・・・・・。

600ｍｍ/secで運転すれば、これまで3時間かかっていたものを18分で作れる訳ですから凄い事ですが、実際に600ｍｍ/secで動かした時どんな風になるのか？想像すると恐ろしくなりますね・・・・笑。造形物はきちんと出来るのか心配になりますね・・・・。