技術者が語る 3Dプリンターのいろは

3Dプリンターの造形姿勢について

3Dプリンターには様々な方式があり、各方式、造形時の装置への配置姿勢（造形姿勢）によって造形品質が異なってきます。FDM方式のような馴染みのある方式では、"造形高さが低くなる方向"や"輪郭がきれいに出る方向"、"底面が水平になる方向"等を考慮して、造形方向をどうするか決定します。しかし、SLS方式ではそのベースとなる姿勢から"若干斜めの姿勢"で造形を行うことがポイントになります。

SLS方式で水平姿勢で造形を行うと・・・

弊社サービスで使用するSLS方式は、積層ピッチ0.1mmを一層一層、積層して造形を行っていきますが、層内において下の面と上の面に温度差が発生することによって反りが発生します。さらに造形物一層のXY面の面積が大きいほど、上面と下面の温度差は大きくなり反りの影響は大きくなります。一層の反りは微々たるものでも積層することで大きな反りになってしまいます。

一層の面積を小さくするために・・・

上述の通り、一層のXY面の面積が大きいほど反りの影響は大きくなりますので、一層のXY面の面積を小さくすることが反りを軽減させるポイントになります。では、そのためにはどのような造形姿勢にすれば良いのでしょうか。造形物の形状にもよりますが、造形姿勢を斜めに配置することで一層の面積が小さくなり、層毎のレーザー照射率も均一化できます。例えば、下図のような薄板の場合は、垂直に立て造形することで一層の面積を最も小さくできますが、コスト（造形高さが高くなるほど材料使用量と造形時間が増加しコストは高くなる）と強度（XYの面が小さくなると強度は弱くなる）の関係からお勧めいたしません。コストと強度のバランスをみながらどの程度斜めの姿勢にするか決定することをおすすめします。