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サポート材料:初心者向けガイド

用途

サポート材料は、3Dプリンティングにおいて重要な役割を果たしています。サポート材料によって、3Dプリントされた最終製品の見た目に重大な影響を与えることなく、複雑な形状を作成することができます。多種多様なサポート材料がから選択できます。各材料にはさまざまな利点があります。

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PVAサポート材料でプリントされた部品

サポート材料が重要である理由

FFF(熱溶解積層法)3Dプリンティングでは、造形物が下から上へとレイヤー(層)が作成されます。溶けたフィラメントは、3Dプリンターのエクストルーダーを通過し、造形物をレイヤーごとに構築します。新しいレイヤーを作るには、その下に支えとなるレイヤーが必要です。

成果物の設計においてオーバーハングや空中に吊り下げられた要素が必要な場合、それが課題となります。そこで役立つのがサポート材料です。サポート材料によって「支柱」が作り出され、その上に溶けたフィラメントを置くことができます。プリントが完了したら、サポート材料は取り外され、成果物は損なわれることなく適切な位置に維持されます。

これによって設計の自由度が大幅に向上し、ほとんど制限なしで複雑な形状を作り出すことができます。

サポート材料の一般的な用途

サポート材料を使用することで、より複雑な部品を作成することができます。たとえば、建築家は、より大胆なコンセプト設計を3Dプリントできます。エンジニアと設計者は、完全に自由に設計することができ、フライス加工や成形といった従来の製造方法の制限を受けません。製造支援具(工具や治具、器具など)は、特定の作業に合わせてカスタマイズすることができます。独立した可動部品を備えた複雑なモデルでも、一度にプリントすることができます。

その他に知っておくべきこと

基本的なビルド材料によるサポート材。シングルノズル3Dプリンターを使用している場合は、モデルをプリントする材料を使用してサポート材を作成する必要があります。これは、シングルノズルプリンターが一度に1つの材料でしかプリントできないためです。つまり、サポート材はモデルにしっかりと固着します。適合性の問題がないため、プリントが失敗する可能性も低くなります。ただし、プリント後にサポート材を取り外すのが難しくなり、表面品質に悪影響を及ぼす可能性があります。

Breakawayサポート材料。Ultimaker Breakawayのように手で取り外すことが可能なサポート材料は、デュアルノズル3Dプリンターを使用したプリンティングで使用される傾向があります。これらのサポート材料は、3Dプリントモデルの作成に使用されるフィラメントとは異なる材料であり、取り外すのが容易で、表面品質への影響を低減します。ただし、これらのサポート材料で作業を行う場合には、適合性を考慮する必要があります。特定のサポート材料が、他の材料に比べてより効果的にビルド材料に固着する場合があります。

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Ultimaker Breakawayサポート材料でプリントされた部品

以下の表では、Breakawayサポート材料と適合性のある材料の詳細が示されています。

PLATough PLAABSナイロンCPECPE+PCTPU 95APP

可溶性サポート材料。可溶性サポート材料は、デュアルノズル3Dプリンティングで人気の高い選択肢です。この材料を使用したサポート材は水に溶解するため、表面品質に悪影響を与えません。また、設計において卓越した自由度を実現します。可溶性サポート材料は、可動アセンブリや精密な最終用途部品の印刷に好ましい選択肢です。

サポートブロッカー。場合によっては、サポート材料をくぼみ部分に加えて、その部分が存在しないようにプリントすることができます。表面品質も、モデルの他の部分に比べて、重要ではない部分があります。このような場合、Ultimaker Curaの「サポートブロッカー」機能を使用すると、非常に効果的です。

機能性テスト。プリントが完了したらサポート材料を簡単に取り外すことができるように、サポート材に手が届くことを常に確認しておきます。たとえば、モデル内に固着しているサポート部は、その機能が制限される場合があります。

PVA。PVAは、最も一般的に使用される可溶性サポート材料です。印刷後は水にすばやく溶解し、非常に複雑な構造でも機能します。PVAは水分を引き付けるため、使用しないときは適切に保管することが重要です。

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PVAサポート材を備えた成果物を水に沈めています
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水に浸した後、PVA材料は溶解します

以下では、PVAとの使用に適合した材料を素早く確認することができます。

PLATough PLAABSナイロンCPECPE+PCTPU 95APP

当社のサポート材料パートナー

より工学的に高度な用途の中では、さらに高い温度が必要となったり、通常のPVAとは結合しにくい異なる種類の材料が必要となったりする場合あります。こういった用途に対して、Ultimakerでは、Infinite Material Solutions社と連携し、解決策の1つとしてInfinite AquaSys® 120を提供しています。

Infinite Material Solutions

Infinite Material Solutions社のInfinite AquaSys® 120は、水道水に急速に溶解するため、使いやすい材料です。また、120 ℃までのビルドチャンバー温度で安定しているため、エンジニアリング熱可塑性樹脂に適しています。

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Infinite Material Solutions社のInfinite AquaSys® 120でプリントされた部品

「PVAは造形物を支えるのに優れた選択肢ですが、AquaSys® 120には特定の用途に対して一定の利点があります。AquaSys® 120は、直接の比較試験においてモデル材料との一貫した適合性と優れた溶解率を示しました」と、Infinite Material Solutions社の最高執行責任者であるLarry Doerr氏と研究開発監督者兼生産事業管理者であるBrandon Cernohous氏は言います。「具体的には、AquaSys® 120は室温ではPVAの2倍の速さで溶解し、80 ℃では最大6倍速く溶解しました。そして、水のみに完全に溶解するため、化学薬品を必要としません。つまり、AquaSys® 120は環境にも優しいのです。」

Infinite Aquasys® 120は、次の3Dプリンティング材料と適合性があります。

PLATough PLAABSナイロンCPECPE+PC
TPU 95APPPVDFPETGPACFPETCF

Ultimakerプリンター向けに事前構成されたプリントプロファイルを使用したサポート材料の詳細については、Ultimakerマーケットプレイスを参照してご確認ください。

サポート材料に対応したUltimakerの各種3Dプリンターについても、当社ウェブサイトでご確認いただけます。

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