光造形3Dプリンターの反りとは？
3Dプリンターの失敗やミスプリントの典型的な症状例が反りです。反りとは、その名前の通り、造形物が反ってしまい、思った通りの形状が再現できない症状のことを言います。反りは、フィラメントを積層するFDM方式の3Dプリンターではおなじみですが、実は光造形方式でも発生する場合があります。
しかしFDM方式と同じように光造形の反りもやり方や改善方法によって、ある程度防ぐことが可能です。
反りが起きる原因とは？
まず、光造形3Dプリンターの反りの対策をご紹介する前に、まず反りが起きる仕組み、原因について知っておく必要があります。反りは3Dプリンターが持つ形にするための二つの特長から発生します。
物体を積層する
物体の科学変化によって形にする
この二つの特長によって以下のように反りが発生します。
レジンが硬化することでくっつき収縮します。収縮が繰り返すことで反りが発生します。
この図はかなりオーバーに書いていますが、材料の種類や積層の広さごとによって収縮の度合いが異なっており、この収縮と積層が重なることで、結果的に大きな反りが発生してしまうのです。
光造形3Dプリンターの反り対策
上記の仕組みは正確な原理を知る必要はありませんが、おおざっぱに、設置面が広いものは、広くならないような置き方やプリント設定を行うことである程度の反りは防ぐことができます。
プリント方向の調整
光造形3Dプリンターの反りを防ぐ第一の方法がプリント方向の調整です。下記はわかりやすい例ですが、平べったい形状のものをビルドプラットフォームにそのまま配置すると、積層ごとの面積が広くなってしまいその分反りやすくなります。
プリント方向を斜めにすることで反りを防ぎやすくなります。これは設置面が小さい面積から徐々に広くすることで、レイヤー間の表面積の差を小さくし、積層時の硬化による影響を少なくして、反りをおさることができます。
パーツを分割する
大きい造形モデルだと、造形物が大きい分、積層時にかかる圧力も大きくなります。分割することが可能であれば、複数のパーツに分割して、造形後に組み立てたり接着させることで反りを防ぐことができます。
穴をあける（中空時）
造形モデルの内部が空洞になっているモデルや、カップ状になっているモデルを造形する際には、造形物に空気を逃がすための穴をあけると、反りが出にくくなります。光造形3Dプリンターは、液体のUVレジンにビルドプラットフォームが下りて上下動を繰り返すことから、カップ状や中空状の造形モデルは空気かつが発生しゆがんだり反ったりする可能性があります。
まとめ:造形方式別でのおススメは？
光造形3DプリンターもFDM方式とは別の理由で反りが発生します。3Dプリントする形状ごとによって積層の影響は異なるので一概に上記の対策で全て反りが解消されるわけではありませんが、かなりの確率で反りを抑え、綺麗に造形することができます。
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