序章
ほとんどの FDM パーツは完全に固体ではありません。これにより、材料の総量と印刷時間が削減され、最終的に経済的な印刷コストが得られます。を最適化するために、 FDM印刷プロセス、ソリッドシェル、およびインフィルの追加は、最終部品の品質、外観、および機能に重要な役割を果たします。シェルとインフィルの違いと、シェルとインフィルを最適化する方法をまとめます。 FDM 設計.
FDM レイアウト
標準の FDM プロセスは 4 つのセクションに分割できるため、これらすべてのセクション パラメータを調整して最終設計を最適化できます。
シェル: これは印刷プロセスの壁で、モデルの外側の領域に露出しています。
最下層: これはシェルの一種で、モデルのビルド プレートに面しています。
上層：これは別のタイプのシェルで、モデルのノズルに向かって上向きになっています。通常、最高の表面仕上げが得られます。
インフィル: これは印刷モデルの内部構造です。
シェル
FDM では、シェルはレイヤーごとに最初に印刷される領域です。FDM プロセスにはいくつかの設計上の考慮事項があります。
- シェルの厚さが厚いと、シェルの強度が向上します。これにより、インフィル材料の使用量を増やすことなく、より堅牢な印刷を実現できます。ほとんどのシェルの厚さを調整して、高密度の高応力領域を作成できます。
- やすりがけやケミカル スムージングなどの後処理方法によってシェルの厚さが減少するため、必要に応じてシェルの厚さを増やす必要があります。
- シェルの数は、印刷プロセスの時間と材料の量を決定し、最終的に全体の部品コストを決定します。
- シェルの厚さは、特定の数のノズル直径にする必要があります。印刷工程でのボイドを避けるために、ノズル径の複数のサイズのシェル厚を設計する必要があります。
インフィル
ほとんどの FDM 部品には、デフォルトで 18% から 20% のインフィルがあり、典型的な低密度コアを作成します。これは、より手頃な価格で効果的な操作を行う FDM アプリケーションに最適です。
充填率
インフィル パーセンテージは、印刷されたパーツの最終的な強度を決定します。50% インフィルを使用したパーツは、通常、25% インフィルよりも 25% 強くなりますが、インフィル パーセンテージを 50% から 75% に増やしても、強度は 10% だけ増加します。
最終的な印刷部品の塗布によって、最適な充填率が決まります。 FDM プロトタイピングでは、フォームの外観に低いインフィル パーセンテージを使用してコストと時間を大幅に削減できます。当社の標準充填率は 20% です。これは、ほとんどのプリンターのデフォルトのパラメーターであり、ほとんどのアプリケーションで許容されます。
充填強度
インフィルは、拡張または突出したフィーチャとモデル間の接続において重要な役割を果たします。スナップフィット接続では、この接続の基部が通常の弱点です。特に 20% の充填密度が低い場合、短い押し出しクリップのみが小さな断面積でボディに接続されるため、カンチレバーが壊れやすくなります。インフィルの割合を増やすと、ボディ領域へのカンチレバー接続が増え、最終的に接続強度が向上します。
ねじ込み、タッピング、ボルト締め
FDM 部品に穴あけやネジ止めなどの後処理が必要になると、充填率が重要な要素になります。通常、ドリル穴は最上層と最下層を貫通し、モデルの低密度充填材を見逃します。これにより接続が弱くなるため、最低でも 50% で充填率を高くする必要があります。
クリアランス ホールとボルトによる接続は、充填率が低い場合に適しています。シェル、壁、および充填材は、部品の固定に優れた圧縮強度を提供します。
インフィル形状
標準の FDM では、インフィル ジオメトリは角度の付いたハッチまたはハニカム形状の形をしています。最も一般的なインフィル形状を以下に示します。
長方形: これは FDM プロセスの標準インフィル パターンで、妥当な時間で全方向に高い強度を発揮します。インフィル パターンで必要なブリッジは最小限ですみます。
三角形または対角線: これは通常、壁の方向の強度要件に使用されます。三角形は、作成に時間がかかります。
ウグル: この構造は、モデルを柔らかくしたり、ねじったり、圧縮したりします。これは、柔らかいゴム素材または柔らかいナイロンに最適です。
ハニカム：これは最も一般的なインフィル形状で、印刷が速く、非常に強く、あらゆる方向に強度があります。