【強度検証!】積層ピッチとホットエンド温度で強度が変わるだと!? 3Dプリンター界隈のうわさをデータで検証してみた
Summary
TLDR破壊系YouTuberのかけるが、3Dプリントにおける石走ピッチとホットエンド温度の影響について徹底検証します。細かい石走ピッチが強度を高め、ホットエンドの高温が強度に及ぼすプラスの影響を実験データを通して明らかにしました。具体的には、石走ピッチが細かいほど、そしてホットエンドの温度が高いほど、印刷された部品の強度が向上することを示しました。この結果は、より強い3Dプリント部品を作成するための具体的な指針を提供します。かけるの実験は、3Dプリンティングのパラメータを最適化し、望む性能を得るための貴重な洞察を与えています。
Takeaways
- 🔍 試験編の目的は、石走ピッチとホットエンドの温度が製品の強度にどのように影響するかを検証することです。
- 📐 石走ピッチの種類は0.05、0.1、0.2、0.3で、PLAプロフェッショナルを使用し、推奨温度範囲内でのテストを行いました。
- 🌡️ ホットエンドの温度は190°から220°までで、温度が上昇すると強度も増加することが示されました。
- 🔄 石走ピッチの影響では、細かい石走ピッチの方が強度が高いとされています。
- 💡 細かい石走ピッチ(0.05)では、表面荒れが感じられ、品質に影響を与える可能性があることが示唆されます。
- 📈 実験結果から、石走ピッチが薄くなれば強度が上がることが一貫して示されました。
- 🔥 ホットエンドの温度を上げることで強度が向上するが、オーバーハングや垂れが悪化する可能性があるため、品質とのバランスを考慮する必要があります。
- 🚫 高温での印刷は有害な粒子やガスの発生を増やすことがあるため、適切な対策が必要です。
- 🎯 強度が高い部品を作るためには、印刷品質が損なわれない範囲でホットエンドの温度を高く設定することが重要です。
- 🔎 本実験は、3Dプリンターを使用する人々に製品品質の向上に役立つ情報を提供することを目的としています。
- 📚 結果を参考に、スライサーの条件を調整して更なる試行錯誤を行い、最適な設定を見つけることをお勧めします。
Q & A
今回検証された石走ピッチの効果とは何ですか?
-石走ピッチの効果は、薄く細かい場合、より強い接着力が生まれ、破断強度が向上するというものです。
石走ピッチが細かいほどどのような影響がありますか?
-石走ピッチが細かいほど、層を引き剥がす方向に力を加える際の破断強さが向上し、製品の強性が向上します。
ホットエンドの温度が低いとどのような影響がありますか?
-ホットエンドの温度が低いと、光沢感が強くなりますが、破断強度は向上しません。また、温度が低いとオーバーハングや垂れが弱くなり、品質に悪影響を与える可能性があります。
ホットエンドの温度が高いほどどのような効果がありますか?
-ホットエンドの温度が高いほど、破断強度が向上するとともに、石走ピッチの接着力が強くなります。
温度設定が高い場合のデメリットは何ですか?
-温度設定が高い場合、オーバーハングや垂れが弱くなり、品質が悪化する可能性があります。また、有害な粒子やガスの発生量が増えるため、健康被害を防ぐための対策が必要になります。
石走ピッチ0.05と0.3の間に存在する0.08から0.28の範囲についてどういうことですか?
-石走ピッチ0.05と0.3の間に存在する0.08から0.28の範囲は、バンブラボのX1カーボンの0.4mmノズルを使用した場合に発生する現象で、この範囲の石走ピッチでは品質に大きな変わりがありません。
石走ピッチを細くすることで得られる利点は何ですか?
-石走ピッチを細くすることで、層の密度が高まり、接着力が強くなり、最終的な製品の強度が向上することができます。
石走ピッチが薄い場合、表面荒れにつながる可能性があるのはなぜですか?
-石走ピッチが薄い場合、熱が不均一に分布する可能性があり、そのため表面荒れにつながる可能性があります。
PLA材の使用推奨温度範囲は何ですか?
-PLA材の使用推奨温度範囲は190°から220°です。この範囲内で適切な温度設定を行うことで、品質と強度を確保することができます。
3Dプリンターを使用する際に健康被害を防ぐためにどのような対策が必要ですか?
-3Dプリンターを使用する際には、有害な粒子やガスの発生量を減らすために、適切な換気や排気設備を用いることが重要です。また、温度設定を適切にすることで、有害物質の発生を抑制することができます。
今回の実験結果から、部品の品質と強度を向上させるためにどのような設定が推奨されますか?
-今回の実験結果から、部品の品質と強度を向上させるために、ホットエンドの温度は印刷品質が崩れない範囲で高く設定し、石走ピッチは薄く設定することが推奨されます。
Outlines
🔬3Dプリンティングの強度に関する実験
破壊系YouTuberのかけるが、3Dプリントの石走ピッチ(層の厚さ)とホットエンドの温度が印刷物の強度に及ぼす影響を調査。過去の実験で印刷速度やプリンターの機種、スライサーの設定が強度に影響することを検証したが、今回は石走ピッチが細かい方が強度が上がる理論と、ホットエンド温度が高い方が強度が強くなるかどうかをデータを基に検証する。実験にはオーバーチュアのPLAプロフェッショナルを使用し、石走ピッチを0.05から0.3まで、ホットエンド温度を190°から220°まで変えてテストを実施。初期層の石走ピッチは0.2で固定し、側面の厚みは変えずにトップ面と底面の厚みを石走ピッチによって0.6mmに調整。層の剥離方向に影響を受けないように試験編の配置を工夫。
📊実験結果の詳細と分析
石走ピッチの実験では、細かいピッチの方が強度が強くなる傾向があり、特に0.05と0.2のピッチで強度が異なることが確認されたが、0.05のピッチでは印刷品質の低下が見られた。一方、ホットエンドの温度実験では、温度が上がるほど強度が向上する線形の関係が見られ、特に石走面と力の方向が平行の場合(層を剥がす方向)に顕著だった。しかし、温度を高くするとオーバーハングの問題や有害物質の発生リスクが高まるため、造形品質と健康への影響を考慮して適切な温度設定が重要である。この実験から、強度の高い部品を作るためにはホットエンドの温度を印刷品質が崩れない範囲で高くし、石走ピッチは薄く設定することが良いという結論に至った。
Mindmap
Keywords
💡破壊系YouTuber
💡石走ピッチ
💡ホットエンド温度
💡強度検証
💡印刷速度
💡プリンターの機種
💡スライサーの書類
💡材料
💡破断強度
💡印刷品質
Highlights
破壊系YouTuberのかける、今日は強度検証系の続編
石走ピッチの細かさが強度に与える影響の調査
ホットエンドの温度が強度にどう影響するかの検証
細かい石走ピッチの方が強度が強くなるという仮説
温度が高い方が強度が強くなるというイメージの検証
使用材料はオーバーチュアのPLAプロフェッショナル
石走ピッチは0.05、0.1、0.2、0.3を比較
使用推奨温度は190°から220°で検証
石走ピッチが細かいほど、層と層の密着力が強くなる
温度が上がるほど、強度も強くなる結果を確認
細かい石走ピッチでの印刷品質の影響も考察
力の向きと石走面が直行する方が強度が強い
0.2の石走ピッチで最もバランスの良い強度を確認
ホットエンド温度を上げることのデメリットも検討
3Dプリンターからの有害な粒子やガスにも言及
強度強い部品を作るための条件をまとめて提案
Transcripts
どうも破壊系YouTuberのかける
です今日も試験編を破壊して前から疑問に
思っていたことの調査をしていきたいと
思います今日は石走ピッチって大きい方が
いいのそれとも細かい方が強いのっていう
ところとあとはもう1個ホットエンドの
温度って高い方が強度が強くなるのか低い
方が強くなるのかその2つ2本立てで
やろうと思ってますこういう強度検証系
って過去にもね印刷速度が早い方がいいの
か遅い方がいいのかとかプリンターの機種
によって強度変わるのとかスライサーの
書類によっても強度変わるんじゃないのっ
ていうところを色々検証してきました今日
はその続編っていう感じです印刷速度と
強度の関係のところでも強度が強くなる説
っていうところで紹介しましたが石走
ピッチも薄くね細かい石走ピッチの方が1
回印刷したそうにもう1回ね熱を近距離で
伝えることができてもう1回ね溶かし
ながら次の層を重ねられるっていうところ
でよりね相関密着力が強くなって強度も
強くなるっていう風に言われていますそれ
本当っていうことで今回は検証しちゃい
たいと思いますあとねホットエンド温度が
高い方がねやっぱりなんかイメージ的に
強くなる気がしているのでうんそれについ
てもね本当なのっていうところ今回は
ちゃんとデータで検証したいと思います
じゃやっ
てこうはいてことでいつものごとく試験編
をたくさん用意してきました石走ピッチは
0.05そして0.
1.2.3ですで使った材料はね前回と
同じようにオーバーチュアのPLA
プロフェッショナルになってます今回の
実験でもロッド差が出ないように同じ感を
使用してますでこの材料のね使用推奨温度
が190°から220°っていうことだっ
たんで温度の方はねその範囲で10°ずつ
変化させて試験編の方作ってますその他の
印刷条件はこんな感じでパラメーター以外
は揃えて印刷してますで石走ピッチ0.1
以下は層目だけねちょっと定着のために
そこねちょっと石走ピッチ落とさずに
0.2のままにしてます各壁面のソスは
こういう感じ石走ピッチに関わらず側面の
厚みは変わらないんですがトップ面と底面
は石走ピッチの影響を受けるので全てね
0.6mmになるように調整でもって数字
が書いてある方が上面なんですが石走
ピッチが薄いものはちょっとね底面の
ところ定着のために石走ピッチ1層目だけ
厚くしちゃってるのでそっちの目のね影響
を受けないように点の方を下にしてそっち
から亀裂が入る向きで試験編を置いて試験
してますで縦巻きに印刷したものもシムの
影響継ぎ目の影響を受けないようにこのね
継ぎ目が上になるように継ぎ目側から亀裂
が入らない向きで試験編を固定して破壊
試験を行いましたじゃあはうおお破壊破壊
破壊今回もこんな感じで綺麗に散らかり
ましたカケルの動画じゃまず石ピッチの
影響から見ていきましょう試験編はこう
いう感じですねうんまあんまり外観に変化
はないかなま普通に石走ピッチが荒くなっ
てるっていう感じですね水平に寝かせて
印刷したものはなんか0.05だけ
ちょっと光沢感が強い感じはありますが
うん他はあんまり変わんないって感じです
ねじゃ結果見ていきましょう結果がこちら
まずは横軸に1本あたりに使用した樹脂の
量それを重量で示してますこれをね
スライサーの計算値そのまま入れてますで
縦軸が破断強度ですねで青いプロットと
赤いプロットは左下の方にもあるんですが
力の向きと石走の方向ですね赤い方が力の
向きと石走面が直行する方強度が強い方の
向きで青い方が力の向きと石そ面が平行
石走と石走をペリッとね剥がす方向なんで
共同的には弱い方向になります一応
スライサーの検証のところでスライサーに
よってねなんか使用する樹脂の量が違て
強度が違うっていうねうんそういう結果の
時もあったんで樹脂の量でね強度が変わっ
てんじゃないのっていうところを調べる
ためにこういうねサプズを作ってみたん
ですがうん今回はねそこら辺は関係なさ
そうですねってことで単純に石走ピッチで
整理してみました力の向きと石走面がね
直方の強い方のグラフはあんまりね石走
ピッチの影響は受けてない感じですねうん
こっからなんか特徴は見出せないですね
一方ね青い方のグラフやっぱり石走艦密着
力と石走ピッチをね関係してるのか層を
引き剥がす方の弱い方の方向ですね力の
向きと石走面の方向が平行の方はねセソ
ピッチが細かい方が強度が強くなってる
ような印象を受けますセソピッチ0.05
で少しねなんか強度が落ちてるのは今回
使ったバンブラボのX1カーボンの
0.4mmノズルだと水晶のセソピッチが
0.08から0.28までなんですよね
通称石走ピッチ外の0.05と0.3で
0.3のね大きい方は結構ねあんまり品質
に変わりはなかったんですが0.05の方
はちょっとね表面荒れてる感じがあったの
でそこら辺のねなんか印刷品質っていう
ところがちょっと影響してきてるのかも
しれないですねでこのグラフからよりね1
本1本の重量差っていうところのま強度へ
の影響を取り除くために1本の重量で破断
強度を割ったグラフがこちらより変化が
分かりやすくなったんじゃないかなと思い
ますといってもねま0.05から0.2
までうん若干強度0.2がね少し落ち気味
かなっていう感じなんですがそこまでね
影響はなさそうなんでセソピッチ0.2
以上上げる時はねちょっと強度石走管密着
力のところでね落ちるので結構気にし
なきゃいけないかなと思うんですがまあ
0.2以下で使ってる分にはねあんまり
影響はないかなっていうところうんこっ
から判断できるかなと思いますといっても
ね空圧部品とかかなりね強度をシビアに気
にするっていうところに関してはセソ
ピッチね落としめでうん細かめで印刷して
あげるってのがいいんじゃないかなと思い
ますじゃこっからはホットエンドの温度と
強度の関係調べていきましょう試験編は
こういう感じ石走ピッチは全部0.2です
その他の条件も温度以外はね全部揃えて
あります今までのサンプルも220°です
プリントしていたので0.2っていう風に
書いてあるやつが220°です品質はね
そんなにどれもね見た目からは変わらない
かなうん判断できないかなうん190°の
やつだけねちょっと光沢感若干強めかなと
思いますがうんまあんまり変わんないです
ね温度が低いやつの方がなんか光沢感が強
いってのはちょっと謎なんですがうんま
そういう感じになりましたじゃ試験結果見
ていきましょうはいこれは綺麗に線形です
ねうん素晴らしいやっぱりね温度が上がれ
ば上がるほど強度は強くなるうんどっちの
力の向きでもそうなってるんでうんこれは
人安心ですね青いグラフと赤いグラフを
企画するとやっぱりね石走感密着力の影響
を受けやすい力の向きと石走面の方向が
平行の方そうと層を引き剥がす向きに力を
受ける方がグラフの傾きが急になっていて
大きくなってるのでよりね影響を受け
るってこともこの結果から分かりますねに
してもねこの今回使ったPLAの推奨温度
の加減と条件でね青い方のグラフだと温度
変化だけで1.85倍も強度が強くな
るっていうねそういう結果なんでやっぱり
ねオ温度設定は高めの方がいいっていう
ことが分かりますなんですがちょっとね
デメリットとしては温度高いとね
オーバーハングとか垂れに弱くなるので
ちょっとね増減品質がうんちょっと悪く
なる可能性があるっていうところでえっと
やるとしたらね造形品質が悪くならない
ギリギリまで温度設定を上げてあげ
るっていうのがいいかなあともう1つの
デメリットが過去にね3dプリンターから
有害な粒子とか有害なガスが出てて健康
被害ねちょっとちゃんと対策しなきゃいけ
ないですよみたいなね動画を出したと思う
んですがその中でね海外の研究結果から
ホットエンドの温度が高ければ高いほど
そういうね粒子とかガシとかのね発生量が
多かったよっていうような結果も出てるの
でまそこら辺はねちょっとちゃんと対策し
なきゃいけないかなとは思いますてことで
強度に関してまとめると強度強い部品を
作るためにはできるだけねホットエンドの
温度は印刷品質が崩れない範囲で高くした
方が良いで石走ピッチは薄くした方がいい
いうことが今回の結果から分かりました
ってことで皆さんもねこの結果を参考に
色々ねスライサーの条件とかいじってみて
ください今日もね何かしらこの結果が皆
さんの役に立ったら嬉しいですじゃ今日は
こんなところでじゃまた
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