3Dプリンターで高品質な3Dプリントを実現するためには、適切な温度条件を確保することが重要です。 そのためには、筐体を用いて一定の温度を確保することが有効ですが、少し温度が上がりすぎることがあるのではないでしょうか？

今回は、3Dプリンターの筐体、温度管理、換気について見ていきます。

3Dプリンターの筐体の温度は、高品質なファンやサーミスタを使ってコントロールする方法があります。 設定次第では、3Dプリンターの温度を一定に保つことができ、3Dプリントを成功させる可能性が高くなります。

3Dプリンター筐体の温度管理、換気など、まだまだ重要な要素がありますので、読み進めてください。

3Dプリンターには筐体が必要なのか？

3Dプリンターで最も一般的なフィラメントであるPLAでプリントするのであれば、筐体は必要ありませんが、ABSやポリカーボネートなど、冷却後に反りやカールが発生するフィラメントでプリントする場合は、筐体や加熱式3Dプリンターチャンバーが必需品となります。

エンクロージャーの種類は、作業内容によって異なります。

プリントベッドとプリントノズルから発生する熱を保持したいだけなら、3Dプリンターを段ボールやプラスチックのトートバッグ、古いテーブルシートなど、一般的なもので覆えば適切に機能します。

ABSフィラメントを使用しているときは3Dプリンターを覆うことができ、PLAでプリントするときは開けることができる、洗練されたデザイン性の高い筐体を作りましょう。

エンクロージャーは不要な部品と考える人が多いようですが、エンクロージャーなしでABSでプリントすると、プリントの品質が損なわれます。

プリントによっては、エンクロージャーがあることでプリント品質が向上し、欠陥が少なくなるものもあります。

優れた3Dプリンター用エンクロージャーは何を備えるべきか？

良い3Dプリンターの筐体は持っているはずです：

• 十分なスペース
• 良好な安全機能
• 温度制御
• 照明
• エアエクストラクションシステム
• 操作可能なドアまたはパネル
• 格好いい美学

十分なスペース

3Dプリンターの筐体には、印刷中に動くすべての部品に対して十分なスペースが必要です。 筐体を作る際には、動く部品が筐体にぶつかることなく最大限の範囲まで移動できることを確認します。

3Dプリンターはスプール本体だけでなく、ワイヤーが動くものも多いので、可動部のスペースに少し余裕を持たせておくと良いでしょう。

3Dプリンターがギリギリ収まるような筐体は、微調整がしにくくなるので避けたいですね。

例えば、Crealityのエンクロージャーは、一般的な3Dプリンター用のMサイズと、大型のマシン用のLサイズの2種類を用意しています。

安全機能

3Dプリンター筐体の主な目的の1つは、作業環境の安全性を高めることです。 可動部品や高温の部品に触れないという物理的な安全性から、空気のろ過、火災の安全性に至るまで、さまざまなものが含まれます。

過去に3Dプリンターの発火事故が報告されましたが、その主な原因はファームウェアや発熱体の一部に誤りがあったためです。 現在ではかなり稀なケースとはいえ、やはり火災からは守りたいものです。

万が一、火災が発生しても燃え移らず、問題を大きくしない防火筐体は、非常に理想的な機能です。

また、筐体を密閉することで、火が必要とする酸素の供給を効果的に遮断することができます。

また、子供やペットのことも考えなければなりません。 安全性を高めるために、エンクロージャーにロックシステムを搭載することも可能です。

3Dプリンティングはペットに安全か」という記事を書きましたので、詳しくはそちらをご覧ください。

温度制御

DIYで作った筐体には、筐体内の温度を測定し、低くなり過ぎたらヒーターで温度を上げるという温度管理システムを組み込んだ素晴らしいものがありますね。

サーミスタは、熱気が上昇するため、空気をコントロールせずに底部や上部に配置すると、筐体全体の温度が正確に測れないことがあります。

ライト

3Dプリントは、オブジェクトの進行状況を見るのが楽しいので、エンクロージャーに素敵な照明システムがあると、とても便利です。 明るいホワイトライトやカラフルなLEDシステムで、プリントエリアを照らすことができます。

3Dプリンターの電源に接続されたシンプルなLEDライトストリップがあれば、十分です。

エアエクストラクションシステム

この場合、通常、エアダクト、インラインファン、汚染された空気を外部に排出するための固定されたチューブが必要となります。

また、単体のフィルターを用意し、空気を通過させ、連続的に洗浄することも可能です。

ABSやその他のかなり過酷な材料で3Dプリントするのが好きなら、しっかりとした空気抜きシステムを用意するのは本当に良いアイデアです。 PLAはABSほど過酷ではありませんが、それでもしっかりとした換気システムを用意することをお勧めします。

ドアまたはパネル

3Dプリンターの上に直接持ち上げるだけの簡単な筐体もありますが、扉やパネルが取り外し可能で、必要なときに簡単に開けることができるようなものがよいでしょう。

IKEAのラックテーブルとプレキシガラスの組み合わせは、扉を開けなくても筐体全体をはっきりと見渡すことができるので、DIYソリューションとして最適です。 Creality Enclosureのような他の筐体は、同じようなビジュアルはありませんが、それでも非常によく機能しています。

オープンスタイルのエンクロージャーは、まだそこに何らかの熱を保つことができるので、PLAにとって理想的であるというメリットがあるのでしょう。

ABSの場合、より高品質なプリントのためには、より優れた温度管理が必要です。そのため、ABS用の最高のプリンターには、エンクロージャーが内蔵されています。

美学

3Dプリンターを置く筐体は、デザイン性が高く、部屋に置いても違和感のないものが望ましいです。 不格好な筐体を3Dプリンターに置きたいとは思わないので、時間をかけて魅力的なものを作るのは良いアイデアです。

3Dプリンター用エンクロージャーを作るには？

3Dプリンターの筐体を作るには様々な方法がありますが、Josef Prusaは以下のビデオでしっかりとした筐体を作るための素晴らしいガイドをしています。

このような素晴らしい筐体は、3Dプリントの旅と経験を、今後何年にもわたって、本当に充実させてくれるでしょう。

加熱されたエンクロージャーでのPLA印刷

PLAでプリントする場合、エンクロージャーがあると、熱が少し高すぎて、オブジェクトが十分に速く冷却されるのを妨げることがあります。

密閉された筐体の中で大量の熱が加わると、プリント層が崩壊し、プリント品質が低下する恐れがあります。 温度が高すぎると、PLAは前の層とくっつきにくくなります。

PLAで印刷する際にエンクロージャーを使用することは、メリットどころか、印刷の品質や強度に悪影響を及ぼす可能性があるため、不要と考えられています。

エンクロージャーがないと、PLAプリントは十分に冷却され、レイヤーはすぐに固まります。 その結果、通常、より滑らかでよくできたプリントになります。

3Dプリンターに固定された筐体がある場合は、PLAでプリントする際に筐体の扉を開けることをお勧めします。

エンクロージャーに取り外し可能なパネルがあると、取り外したり開いたりするのにあまり手間がかかりません。

3Dプリンター用筐体にはどのようなエアフィルトレーションオプションがあるのでしょうか？

3Dプリンター筐体の既存の主なエアフィルターには、以下のようなものがあります：

• カーボンフォームまたはフィルター
• 空気清浄機
• HEPAフィルター
• PECOフィルター

カーボンフォームまたはフィルター

カーボンフォームは、3Dプリンター筐体の空気ろ過に最適です。 カーボンフィルターは、空気中のVOC（揮発性有機化合物）を効果的に阻止することができます。

空気清浄機

筐体と一緒に空気清浄機を設置する。かなり高価かもしれないが、煙、ガス、またはその他の有害な粒子を捕捉または防止することができる。

HEPAフィルター

HEPAフィルターは、プリンター筐体を通過する大気汚染物質の99.97パーセントに相当する0.3ミクロンの粒子を捕捉することができます。

PECOフィルター

プリンターから発生する有毒ガスも、空気中に放出される前に破壊されるため、VOCや粒子を捕捉するだけでなく、完全に破壊することができます。

オールインワンソリューション

ガーディアンテクノロジーズが発売したGerm Guardian True HEPAフィルター空気清浄機（Amazon）は、空気をきれいにし、煙や煙、ペットなどの臭いを軽減してくれます。

価格はかなり高いですが、その分、機能やメリットが多いので、ぜひとも導入してほしい製品です。

特徴やメリットは以下の通りです：

• 家庭用5in1空気清浄機：静電HEPAメディアエアフィルターは、空気中の有害な細菌、ほこり、花粉、ペットのふけ、カビの胞子、その他のアレルゲンを0.3ミクロンまで99.97%削減します。
• ペットピュアフィルター - フィルターに抗菌剤を配合し、フィルター表面のカビやカビ、臭いの原因となる菌の繁殖を抑えます。
• UV-Cライトは、インフルエンザ、スタフ、ライノウイルスなどの空気中のウイルスを殺菌し、二酸化チタンと協力して揮発性有機化合物を減少させることができます。
• アレルゲンを捕捉 - プレフィルターがHEPAフィルターの寿命を延ばしながら、ほこりやペットの毛などの大きな粒子を捕捉する
• 臭いを軽減 - 活性炭フィルターが、ペットや煙、料理の煙などによる嫌な臭いを軽減します。
• 超静音モード-プログラム可能なタイマー付き超静音スリープモードで、きれいな空気でぐっすり眠れます。
• 3段階のスピード設定とオプションのUV Cライトから選択可能

静電式空気清浄機のベストセラー1位にも選ばれています。3Dプリントの空気ろ過のために、AmazonでGerm Guardianを手に入れませんか？

エンクロージャーに特化した場合、通常の空気ろ過ソリューションは、VIVOSUN CFM Inline Fan & Filter System（Amazon）のようです。

個々のパーツはもっと安く手に入りますが、高品質なパーツで構成されたシステム全体を選び、簡単に組み立てられる状態でお届けするのであれば、これは素晴らしい選択だと思います。

この空気清浄機は、以下のような特徴やメリットがあります：

• 効果的な換気：ファン回転数2,300rpmの強力なブロワーで、190CFMの風量を実現。 ターゲットロケーションに最適な換気を実現します。
• 優れたカーボンフィルター：1050+ RC 48 オーストラリアのバージン炭ベッド 寸法：4″ x 14″．
• 効果的な臭気対策：カーボンフィルターにより、室内の栽培テント、水耕栽培の栽培室から、最も好ましくない臭気、刺激臭、微粒子を除去します。
• 頑丈なダクトシステム（クランプ付き）：強力で柔軟なスチールワイヤーが、頑丈な3層ダクト壁を支えています。 PETコアは、華氏-22〜266度の温度に対応する難燃性アルミニウムの層で挟まれています。
• 簡単な組み立て：互換性のない部品や安全でない部品を購入したり返品したりする手間を省くには、フルシステムが簡単です。 必要なものがすべて揃っているので、すぐに始めることができます。

気密性を高めるために、筐体に固定するための接続パーツを3Dプリントする必要があるかもしれません。 Thingiverseには、空気清浄に関連したデザインがたくさんあります。

rdmmkrによるこのミニマルな3Dプリントの煙取り器は、もともとはんだ付けの煙を最小限に抑えるために作られましたが、もちろんそれ以外の用途にも使えます。

エンクロージャー付きの3Dプリンターを過熱させることはできますか？

筐体があると、かえって3Dプリンターが過熱してしまうのではないか、という疑問もありますが、それはもっともな疑問です。

3Dプリンターのステッピングモーターなど特定の部品が過熱し、ステップがスキップされ、3Dプリントのレイヤーラインの品質が悪くなることが報告されています。

ヒートシンク、熱伝導ペースト、ファンなど、多くの機器には冷却が重要な要素となっています。

実際の3Dプリンターは、温度面に気をつけないと、間違いなくオーバーヒートしてしまい、下のトラブルにつながります。

熱を持ちすぎると、電子機器やモーターの寿命は確実に短くなります。

また、コールドエンドが温まりすぎると、ヒートブレイクに至る前にフィラメントが柔らかくなり、ノズルからフィラメントを押し出すのが難しくなることがあるようです。

押出装置やノズルの詰まりや、押出不足につながりやすいので、うまくバランスをとってください。

室温は3Dプリントの品質に影響するのか？

3Dプリントにはあらゆる温度変動があり、最適なプリント品質のために特定の温度が必要ですが、室温は3Dプリントの品質に影響を与えるのでしょうか。

室温は3Dプリントの品質に影響します。 ABSや樹脂を低い室温でプリントすると、プリントが完全に失敗したり、接着が悪くなったり、層強度が弱くなったりします。 PLAは温度変化にあまり反応しないので、室温はそれほど大きな問題ではありません。

これが、3Dプリンターユーザーに温度管理のための筐体製作を促した基本的な理由の1つです。

3Dプリンターの動作温度をコントロールできるようになると、印刷がとても扱いやすくなります。 最適な種類の筐体には、3D印刷のPIDシステムに似た温度制御があります。

エンクロージャー温度を設定・測定し、一定以下になったら内蔵ヒーターを作動させて、設定温度まで動作温度を戻すことができます。

一般的なフィラメントに最適なベッド温度と印刷温度

PLA

• ベッド温度：20～60
• プリント温度：200～220

エービーエス

• ベッド温度：110
• プリント温度：220～265

PETG

• ベッド温度：50～75
• プリント温度：240～270

ナイロン

• ベッド温度：80～100
• プリント温度：250

エーエスエー

• ベッド温度：80～100
• プリント温度：250

ポリカーボネート

• ベッド温度：100～140
• プリント温度：250～300

ティーピーユー

• ベッド温度：30～60
• プリント温度：220

ヒップス

• ベッド温度：100
• プリント温度：220～240

PVA

• ベッド温度：45～60
• プリント温度：220