週刊？3Dプリンター活用記録

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右からガイア、マッシュ、オルテガです。・・・嘘です。
ドズル・・・じゃないノズル径による、造形品質の違いを調べるために出力しました。

右が0.2mmノズル、真ん中が0.3mmノズル、左が0.4mmノズルです。
大きさは全身で10cm弱です。

耳元や髪の毛を比較すると造形品質の違いが良くわかります。
細かい突起や小さく入り組んだ形状は、ノズルの径が細い方が再現性が高くダマの発生も少ないですね。


造形時間は0.4mmで10時間程度、0.3mmが0.4mmの一割増しくらい。0.2が1.5倍くらいかかったかと思います。
0.3mmと0.4mmの造形時間がほぼ同じなのは、外殻のループ数が同じ3だからです。
つまり、0.3mmの外殻は0.9mm厚、0.4mmは1.2mm厚です。
ループを描く際、ノズルの移動速度は、中身やサポートよりもゆっくりにするのが一般的です。
ですので、ループ数は造形時間に大きく影響します。
0.2ミリノズルでの造形は、4〜6ループ程度必要だと思います。
モデルの形状や大きさ、造形時間を考慮に入れてループ数を決めています。

0.4mmは2ループでも構わないのですが、きついオーバーハング部分の品質は悪くなります。
下の写真は0.4ミリでの2ループ(右と3ループ(左)の造形物の比較です。
人型は逆立ちさせて造形する方がサポートが少なく安定する場合が多いため、このモデルも倒立造形です。
ですので、頭長と肩が極端なオーバーハング部となっております。
オーバーハングの品質が目に見えて違いますね。




フィギュアのように、中身がスカスカで構わない出力メインであれば、0.3mm以下のノズル径をお勧めします。
特に0.3mmは、0.4mmに比べ、さほど変わらない時間で造形できて、仕上がりが目に見えて良くなりますよ。

※7/26　記事の間違いをご指摘いただきましたので、訂正致しました。

トリケラのつがい？です。
いずれも0.05mm積層ですが、赤は0.4mmノズル、グレーは0.2mmノズルで造形しています。
元データを半分くらいのサイズで出したはずなのですが、どうも元データか縮尺を間違えたようで、赤がちょっとだけ小さくなってしまいました。



0.4mmも頑張っていますが、襟の突起など細かいところ、くちばしなど薄いところは0.2mmノズルに軍配が上がります。
これは0.4mmのノズルをいかに微細に動かしても、0.4ｍｍ以下の線や半径0.2以下の円は描けないことに起因します。
同様に、0.2mmノズルでも、平面解像度では光造形の微細さにかないません。（荒い光造形機もあります）

その分積層の美しさが重要になるのですが、その積層も0.4mmノズルよりも0.2mmノズルの方が綺麗です。
FDMは原理上、樹脂の動きを完璧にコントロールすることができません。
小さなループや鋭利な角などノズルが急激に動く場所やパスの始まりと終わりなど、どうしても樹脂が足りない、余るといった現象が起こります。
0.4mmノズルに比べて線幅で半分、面積比で4分の一になる0.2mmノズルは、その問題が少なくなります。

こう書くと、0.2mmノズル最強のように聞こえてしまいますが、やはりデメリットもあります。
0.4mmノズルに比べてどうしても時間がかかります。
樹脂の量が体積比で4分の一なので、理屈では4倍かかることになります。
これは、ノズルを効率よく早く動かす、外郭を薄くする、中身をスカスカにする、などの設定で改善できますが、それでも限界はあります。
私のよく使う設定では、0.4mmノズルの1.5倍〜2倍程度の時間がかかる印象です。

時間に関しては0.2mmノズルの方がサポートが取りやすくなったり、仕上げが楽になったりという造形後の手間も変わってきますので、一概に比較はできませんが、機械を使う時間は概ね1.5〜2倍をイメージしてください。