【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

かける工房

24 Mar 202408:44

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

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🔬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。

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📊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

破壊系YouTuberは、物を破壊することでその強度や耐久性を試験し、視聴者にその過程と結果を示すYouTuberです。この動画では、3Dプリントされたオブジェクトの強度を検証しており、石走ピッチとホットエンド温度が強度に与える影響を調査しています。かけるは、視聴者に科学的な検証結果を提供することで、3Dプリントの理解を深めています。

💡石走ピッチ

石走ピッチとは、3Dプリンターで使用されるフィラメントの積層ピッチのことで、層と層の間隔を示します。動画では、細かい石走ピッチと粗い石走ピッチの強度を比較し、細かい方がより密接な層間接着力を持ち、結果として強度が高くなることを示しています。

💡ホットエンド温度

ホットエンド温度は、3Dプリンターのプリントヘッド部分でフィラメントを溶かす温度のことです。動画では、ホットエンドの温度を変えることによる強度の変化を検証し、温度が高いほど、材料の溶融と層間の密着が向上し、結果として強度が強くなることが示されています。

💡強度検証

強度検証は、材料や製品がどれだけの力やストレスに耐えられるかを測定する試験です。この動画では、3Dプリントされたサンプルの破壊試験を通じて、石走ピッチとホットエンド温度が強度にどのような影響を与えるかを検証しています。

💡印刷速度

印刷速度は、3Dプリンターがフィラメントを押し出す速度を指します。動画では、印刷速度が過去の実験で検証されており、速度が強度に与える影響についても言及しています。

💡プリンターの機種

プリンターの機種は、3Dプリンターの型やブランドを指し、それぞれ異なる特性や機能を持ちます。動画内では、機種によって強度が変わる可能性について触れており、実験で使用されるプリンターの機種も重要な要因であることを示唆しています。

💡スライサーの書類

スライサーの書類とは、3Dプリントのためのデータを準備するソフトウェアであるスライサーの設定ファイルのことです。これによって、プリントの細かい条件を調整し、最終的な出力品質と強度に影響を与えます。動画では、スライサーの設定が強度にどのような影響を与えるかを探っています。

💡材料

材料は、3Dプリンティングで使用されるフィラメントの種類を指します。動画では、オーバーチュアのPLAプロフェッショナルフィラメントを使用し、その材料の特性が試験結果にどのように影響するかを検証しています。

💡破断強度

破断強度とは、材料が壊れるまでに耐えられる最大の力のことを指します。この動画では、石走ピッチとホットエンド温度を変化させることで、3Dプリントされたオブジェクトの破断強度がどのように変わるかを測定し、比較しています。

💡印刷品質

印刷品質は、3Dプリンティングで作成されたオブジェクトの表面の滑らかさや精密さを指します。動画では、ホットエンド温度が高くなると強度は増すが、オーバーハングや垂れの問題で品質が悪化する可能性があることに言及しています。

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