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3D印刷の初心者向けガイド - FDMから始める方法
【導入】
FDM（熱溶解積層法）は、ノズルから材料を押し出し、それらを接合して3Dオブジェクトを作成する積層造形法の一種です。FDMは一般的に3Dプリントの中で最もシンプルな方法と考えられており、使いやすさ、効率性、そして幅広い普及率を誇ります。現在、樹脂3Dプリントよりもシンプルで、SLSなどの粉末ベースの方法よりもはるかに安価なFDMプリンターが、3Dプリント市場を席巻しています。QIDI Max3、
【応用分野】
3Dプリンティングの応用範囲は非常に広く、今日ではますます多くの企業が試作や製品の生産を迅速化するために3Dプリンティングを活用しており、製品開発、研究、教育などあらゆる分野に大きな影響を与え始めています。
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消費財業界
ビジネスチェーンにおける3Dプリントの計り知れない価値により、多くの企業や小売業者が3Dプリントを活用して製品のカスタマイズや設計を迅速化し、常に変化する消費者市場に対応しています。 生産だけでなく、市場投入までの時間も短縮できます。これには、靴、家具、宝飾品などが含まれますが、これらに限定されません。
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医療業界
フレキシブル製造とイノベーションの急速な進歩により、3D プリントは現在、インプラントの設計、手術の計画とトレーニング、補綴などの医療目的で広く導入されています。 この場合3D プリンティングは放射線治療の分野で、ビーム範囲変調、3D 等角放射線治療 (3D CRT)、または密封小線源治療アプリケーション用のカスタム デバイスを作成するために使用されます。
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自動車産業
自動車業界では、3Dプリンティングは、比較的単純な少量生産部品の試作品を印刷することから始まり、特殊部品のカスタマイズ、さらには車全体の3Dプリントへと進化してきました。組み立て工程の前に、小さなスケールモデルを実際のスケールに合わせて印刷することもあります。 この技術は、プロトタイプを迅速に作成し、製造コストと時間を削減することで、業界にも貢献します。
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航空宇宙
航空宇宙産業では、3Dプリンティングを活用して部品の開発・製造を行うことで、より軽量で強度の高い部品を開発できるだけでなく、製造時間を70%、コストを80%削減できます。さらに、3Dプリンティングは金属廃棄物を最大95%削減することで環境にも貢献します。
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歯科用途
研究 3Dプリント歯科用アプリケーションの市場は大幅に成長すると予想されています。歯科用3Dプリントアプリケーションには、クラウン、ブレース、ブリッジモデル、リテーナー、さらには歯列矯正モデルの作成が含まれます。
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建築
理想的には、3D プリントにより建物のスケールモデルを迅速に作成することができ、これらの物理モデルは、コンピューターで画面上にレンダリングされたものよりもはるかに人気があります。 さらに、3D プリントでは、スペインのマドリードで 3D プリントされた最初の歩道橋のように、建物や都市構造全体を作成することも可能です。
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考古学と美術修復
博物館や考古学における3Dプリントは、研究者が研究するための遺物の正確な複製を作成するのに役立ちます。古代の遺物は輸送中に破損したり損傷したりするリスクが高いため、この技術は博物館で広く利用されています。スキャンと3Dプリントによって、遺物の修復が可能になります。
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法医学
法医学の分野では、3D プリントの使用により、頭蓋骨や靴の跡などを瞬時に印刷することで、未解決事件のファイル解決に画期的な進歩をもたらしています。
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映画産業
映画業界では、映画ラボや企業が、キャラクターを作成するためのメイクアップの準備や特殊効果に 3D プリントを幅広く使用しており、これによりプロセスのコストが大幅に削減されるだけでなく、使用される材料の無駄も削減されます。
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教育
教育における3Dプリント技術の応用は無数にあります。一部の先進的な学校では、教科書的な理論的な知識が、体験型のプロジェクトベースの学習に置き換えられつつあります。生徒たちは3Dプリント技術を活用して、自らのアイデアを実現し、社会に貢献できるプロジェクトを完成させることができます。
【主な構成】
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制御インターフェース
最新の3Dプリンターの中には、情報の表示や操作のためのコントロールインターフェースを備えているものもあります。初心者でも、このインターフェースからプリンターの情報を取得したり、印刷の進行状況を確認したりできます。QIDIの3Dプリンターは、デバッグガイド、基本情報、オプション設定などを表示するだけでなく、印刷ファイルをアップロードするとモデルのプレビュー画像も表示される、情報豊富なタッチスクリーンを搭載しています。
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ビルドプラットフォーム
ビルドプラットフォームとは、基本的にパーツを製造するための表面です。通常、ビルドプラットフォームにはパーツをより容易に接着するためのヒートベッドが備え付けられています。QIDI Max3と
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プリントヘッド
プリンターには1つまたは複数のプリントヘッドが搭載されており、通常はエクストルーダーとホットエンドで構成されています。エクストルーダーは、プリントヘッドを通してフィラメントを引き出し、押し出す役割を担っています。ホットエンドにはヒーターとノズルが搭載されており、ヒーターはフィラメントを加熱してノズルから押し出します。
【フィラメント】
FDM方式の3Dプリンターは、部品の製造にフィラメントを材料として用います。これらのフィラメントは、本質的には溶融可能な特殊設計の熱可塑性プラスチックです。 冷却 構造的な完全性は維持されます。フィラメントは通常、1.75mmと3mm（または2.85mm）の2種類の直径で提供されます。直径に加えて、フィラメントは異なるスプールに巻き付けられます。 サイズ。市場をざっと見てみると、最も一般的なサイズは500グラム、750グラム、1キログラム、2キログラム、3キログラムであることがわかります。
最も一般的なフィラメントはPLAとABSで、これらは安定しており、 安価で、多くの愛好家に人気があります。ABS-GF25、PET-CFなど、優れた機械的特性を持ち、より過酷な条件にも適応できる高性能フィラメントもご用意しています。QIDIは、高速プリンターのニーズにさらに適応できるよう、フィラメントの改良とアップグレードを重ねてきました。QIDIの新フィラメントに関する詳細は、公式ウェブサイトのブログをご覧ください。 QIDI新フィラメント動作温度、印刷速度など、フィラメントに関するより詳細な情報をご希望の場合は、 QIDI のフィラメント ガイド。
【手順】
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モデルの設計または取得
部品を3Dプリントするには、その部品の3Dモデルが必要です。3Dモデルは、CAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアなどの3Dモデリングソフトウェアを使用して作成されます。以下に、一般的な3Dモデリングプログラムの例をいくつか示します。
- フュージョン360（非商用利用は無料CAD）
- ソリッドワークス（有料CAD）
- ブレンダー（自由表面・有機モデラー）
初心者向けには、Tinkercad などのよりシンプルな CAD ソフトウェア オプションがあります。これは、事前の経験がなくてもほとんど誰でも使用できるプログラムです。
しかし、3Dプリント初心者の多くは、そのようなソフトウェアを使いこなすスキルを持っていません。そんな場合でも、心配はいりません。他に解決策があります。近年、3Dプリンターの利用者が増えるにつれ、3Dモデルのリポジトリとして多くのウェブサイトが登場しています。ここでは、モデルを無料でダウンロードできる人気のウェブサイトを4つ厳選しました。 Thingiverse、カルト、プリンタブル、そしてThangsウェブサイトの説明と比較については、公式ブログをご覧ください。 2023年のベスト3Dモデルウェブサイト。
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モデルの準備
3D設計ソフトウェアでモデルが完成したら、さらに特別なソフトウェア、つまりスライスソフトウェアを使って準備する必要があります。このソフトウェアは、モデルを機械命令スクリプトに変換します。3Dモデルをスライスソフトウェアにインポートすると、印刷速度や温度、壁の厚さ、充填率、積層高さなど、多くの重要なパラメータを調整できます。生成されたファイルは、3DプリンターとCNCマシンの言語であるGコードで構成されており、基本的には3Dプリンターがモデルを造形するために使用する長い命令列です。
QIDIは、Prusa ResearchのPrusaSlicer設計をベースにした、非常に充実した機能を備えた新しいスライスソフトウェア「QIDI Slicer」をリリースしました。詳細な紹介とガイドについては、こちらをご覧ください。 QIDIの公式スライスソフトウェアガイド。
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サポート
スライスソフトウェアの主な機能の一つは、モデルを分析し、サポート材を生成するかどうかを判断することです。特に、オーバーハングの大きいパーツにはサポート材が必要です。スライスソフトウェアでは、サポート材を配置する場所と密度を選択できます。また、一部のスライスソフトウェアでは、取り外しやすさや安定性など、異なる種類のサポート構造を選択することもできます。
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インフィル
充填とはパーツ内部の充填のことで、パーツの強度、重量、そしてプリント時間に重要な役割を果たします。スライスソフトウェアを使用して、充填パターンと密度を調整できます。充填密度とは、プリント内部の充填度合いをパーセンテージで表したものです。充填率が0%のプリントは中が空洞で、充填率が100%のプリントは完全に中が空洞です。標準的なプリントでは、充填密度は15～50%が推奨されます。パーツの強度を高める必要がある場合は、充填率を上げてみてください。充填密度を高くすると、より多くのフィラメントが必要になり、プリント時間も長くなることにご注意ください。
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モデルファイルのアップロード
モデルファイルをアップロードするには、一般的にプリンターにワイヤレス転送とUSB転送の2つの方法があります。3Dモデル画像を3Dプリント形式に変換し、パソコンをプリンターに接続してファイルをアップロードするか、USBポートから直接ファイルをアップロードします。アップロードが完了したら、印刷を開始します。
【トラブルシューティングのヒント】
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反り
これは通常、堆積された材料が冷えて（わずかに）収縮し、下の層を引っ張って印刷プラットフォーム ボードから剥がれるときに発生します。 -
ストリング
モデルに過剰な糸が張る原因としては、不適切なチューニング、温度、または引き込み設定が考えられます。 -
ノズル詰まり
プリントヘッドから異音が聞こえ、ノズルからフィラメントが押し出されていない（または押し出しが弱い）場合は、ノズルが詰まっている可能性があります。これは、フィラメントの品質が悪い、温度調整が不十分、またはフィラメントの種類が間違っていることが原因である可能性があります。 -
レイヤーシフト
これは、Z 軸のわずかな揺れ、または印刷速度が速すぎることが原因で発生することがあります。 -
押し出し不足
押し出し不足は、印刷プロセス中に押し出されるフィラメントが不足しているときに発生します。印刷物に層間に隙間が見られる場合は、この現象が発生していることがわかります。 -
過剰押し出し
オーバーエクストルージョンは逆の問題で、フィラメントが押し出されすぎます。これにより、層落ちや吹き出物が発生し、全体的な仕上がりが悪くなる可能性があります。
より一般的なトラブルシューティングと修復のヒントについては、以下を参照してください。 QIDIの公式トラブルシューティング。
【清潔に保つ】
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プラットフォーム清掃
プラットフォームを清掃するには、まずスクレーパーを使用してホットベッドに残っているフィラメントを取り除き、次に糸くずの出ないフランネルで軽く拭きます。
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ノズル R残留物 C傾く
フィラメントに応じてノズルを適切な温度に予熱し、不要なフィラメントをゆっくりと引き出します。 ピンセットで内部を掃除するか、ノズルを取り外して徹底的に掃除してください。
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その他
3D プリンターのシャーシの下のゴミを整理し、オイルが不足している部分に十分に潤滑油を塗り、モーター、フィラメント、その他のコンポーネントの上のオイルをきれいな布で拭き取ります。
【おすすめ】
初心者の方、または安価で高性能なFDM 3Dプリンターをお探しの方は、QIDI
3Dプリントにもっと意欲的で、予算に余裕があるなら、ぜひQIDIを検討すべきです。 マックス3は、大きな造形量、優れた印刷性能、温度制御チャンバーを備え、幅広いフィラメントを使用したあらゆるサイズのモデル印刷をサポートします。
3Dプリントを専門とする方、または店舗用に新しいマシンをお探しの方にとって、QIDI Max3は優れた信頼性と汎用性を提供します。ノズル温度は最大350℃まで上昇し、密閉された温度制御チャンバーを備えているため、お客様のあらゆるプリントニーズに応えます。
あなたの目標や予算が何であれ、あなたにぴったりのマシンが必ず見つかります。 FDM印刷の世界へようこそ！
【接続する QIDI】
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QIDIの詳細については プリンターとサービスについては、当社のウェブサイトをご覧ください。または、当社の3Dプリント専門家によるデモをご予約ください（karl@qd3dprinter.com）。
QIDI 3Dプリンターの使用中に問題が発生した場合は、 QIDIアフターサービス私たちは誠意を持って根気強く問題を解決いたします。
