Delta vs Cartesian 3D Printer - どちらを買うべきか? 長所と短所

Roy Hill 06-07-2023
Roy Hill

3Dプリンターには様々なバリエーションがありますが、その中でもデルタ式と直交式のどちらを選択するかということです。

私は同じような面倒なことに直面し、長い間大変な思いしかしませんでした。 だからこそ、あなたにとって決断しやすいように、この記事を書いているのです。

一方、カルテジアン方式のプリンターは、1台で最高の品質をもたらしますが、これには少し余分にお金をかけなければなりません。

私見ですが、どちらのプリンターも非常に優れており、最終的には個人の好みと予算で選ぶことになります。 この2つの3Dプリンターの主な違いは、動作のスタイルです。

本記事では、3Dプリンターを選ぶ際のポイントについてご紹介します。

    Delta 3Dプリンターとは?

    デルタ式プリンターが徐々に普及し、予想を超える台数が出続けています。 直交式プリンターが話題になることが多くなりましたが、3Dプリンターの魅力はそれだけではありません。

    Deltaプリンターは動きが独特で、三角形の形状に適応するように構造的に設計されているため、「Delta」と名付けられました。

    数学のXYZ座標系で、その3軸に沿った直交型プリンターとは異なり、デルタプリンターは3本のアームが上下に動くだけです。

    デルタ3Dプリンターの好例はFlsun Q5(Amazon)で、タッチスクリーンとオートレベリング機能があり、生活を少し楽にすることができます。

    しかし、このプリンターの特徴は、エクストルーダーに直接接触するアームが個別に動くことで、全方向へのシームレスな印刷を可能にしていることです。 まさに、視覚的な現象に他なりませんね。

    逆に、デルタプリンターとデカルトプリンターを対決させると、配置が違うだけで、ほとんど同じ部品を使っていることがわかります。

    どちらもPLA、ABS、PETGといった一般的な熱可塑性フィラメントを快適に使用でき、Deltaスタイルの完成品とCartesianスタイルの3Dプリントはおそらく見分けがつかないでしょう。

    デルタのプリンターが得意とするのは、スピードです。

    重量のある部品としっかりしたエクストルーダーで作られているのは間違いないのですが、側面で抑えられていて、実際のプリントヘッドはあまり重量を占めていません。 そのため、素早く動くことができ、精度はもちろんですが、ペースを意識して作られているのです。

    Deltaの3Dプリンターは、今まで見たこともないような素晴らしい品質のプリントを、短時間で作成することで知られているのです。

    さらに、直交型プリンターの標準的な長方形のものとは異なり、円形のビルドプラットフォームを採用しています。

    また、他の3Dプリンターと比較すると高さがあるにもかかわらず、ベッドは小さく抑えられています。 さらに、プリント面は動かず、プリント中はずっと固定されたままです。

    これはデルタプリンターだけの商標であり、デカルトプリンターはこの点で大きく異なります。

    カルテシアン3Dプリンターとは?

    カーテシアン3Dプリンターも冗談ではなく、純粋に個性的なアプローチで、このマシンの実力に驚かされるでしょう。

    このプリンターは、フランスの哲学者ルネ・デカルトによって形成されたデカルト座標系をベースにしています。

    簡単に言うと、直交型プリンターの動作メカニズムの根幹をなす3軸は、X、Y、Zの3軸です。

    直交型3Dプリンターの代表格といえば、初心者から上級者まで幅広く愛されている「Ender 3 V2」(Amazon)です。

    プリンターによって顕著な違いはありますが、一般的にはZ軸を主軸とし、X軸とY軸で2次元の周辺作業を行うことが観察されます。

    このように、プリントヘッドが前後・上下・左右の動きをすることで、少し複雑に感じるかもしれませんが、直交型3Dプリンターはデルタ型よりもシンプルで使い勝手が良いのです。

    もうひとつ、ここで補足しておくと、これらのプリンターの機構のモードは、多くのプリンターでは変わらないかもしれませんが、いくつかのプリンターでは、その仕組みに重い違いがあります。

    LulzBot Miniを例にとると、ビルドプラットフォームがY軸で前後に動き、プリントヘッドが上下に動く。 最後にX軸の動きがガントリーと関連し、それで終わり。

    一方、Ultimaker 3は、ビルドプラットフォームが上下に動くのに対し、LulzBot Miniは前後に動きます。

    このように、直交型3Dプリンターには思いもよらないようなバリエーションがあることがわかります。

    軸駆動のプリンターは、ミニマルなデザインとシンプルな機構によるメンテナンスのしやすさが魅力です。 しかし、その代償として、スピードが求められています。

    プリントヘッドがデルタ機のように軽くないので、高速な方向転換はプリントを台無しにすることなく行えないのです。

    そのため、直交プリンターではスピードに妥協しなければなりませんが、待つだけの価値がある仕上がりになっていると言ってよいでしょう。

    しかし、その精度の高さ、緻密さ、奥行きの深さは、他のどのプリンターとも比較にならないほどです。

    カルテシアン印刷機は、緻密で繊細な最高水準の印刷物で有名です。 デルタ印刷機は、それゆえに品質水準が低く、敗北に屈することになります。

    これは主に、プリンターの軸の剛性が高いためで、純粋にエラーの発生を抑えることができます。

    デルタ3Dプリンターの長所と短所

    それでは、デルタ3Dプリンターを所有することの大きなメリットとデメリットをお伝えする部分を掘り下げていきましょう。 まずは、長所からです。

    デルタ3Dプリンターの長所

    スピーディーに効率よく

    デルタプリンターは、3Dプリンターの中でも特に高速でプリントを作成することができます。

    3Dプリンターとしては破格の300mm/sを実現し、そのスピードを維持しながら、細部にまでこだわった素晴らしいクオリティを提供することができるのです。

    デルタ式プリンターは、短期間での生産が可能で、かつ効率的なビジネスが求められるため、長い間廃れることはないでしょう。

    これは、3Dプリンターを購入する際に見逃せない大きなポイントです。

    技術的に言えば、デルタプリンターのスピードは、3つの垂直アームを個別に動かす3つのステッピングモーターの恩恵によるものです。

    つまり、直交型3Dプリンターの2つのモーターではなく、3つのモーターでXY平面の動きを動かしているのです。

    また、プリントヘッドを軽量化し、方向転換の際の揺れにも強い「ボーデンエクストルージョン」を採用しているものがほとんどです。

    デルタプリンターと比較すると、直交プリンターは300mm/sの5分の1程度で印刷できる可能性が高いです。 三輪車がブガッティに対抗するようなものとでも言いましょうか。 競争はありません。

    背の高いプリントの作成に最適

    デルタプリンターはプリントベッドが小さくても、使い物にならないわけではありません。 その分、物事を違った角度から見ることができるように、メーカーが呼びかけています。

    そのため、プリントベッドの高さは非常に高く、高さのあるモデルの制作に適しています。

    タワー型の建築模型をプリントするなら、デルタ式のプリンターに勝るものはない。

    これは、3本の可動アームが上下に大きく動くためで、大型のモデルにも無理なく対応できます。

    円形のプリントベッド

    デルタプリンターの造形面が円形であることは、まさに特別なことであり、彼らに捧げるものです。 このため、特に丸みを帯びた円形のプリントをしなければならない場面では、このタイプのプリンターが圧倒的に有利になります。

    言われてみれば、嬉しい機能ですね。

    デルタプリンターでは、ベッドが静止して固定されているため、よりコンパクトで有益な体験ができるケースがいくつかあります。

    移動重量を軽減

    この利点は、直交型3Dプリンターよりもスピードが速いことです。 移動重量が少ないので、慣性力や振動がプリント品質に悪影響を与えることなく、より速く移動することができます。

    また、プリントベッドの中央部では、外周部に比べて精度が高くなります。

    アップグレードやメンテナンスが容易

    トラブルシューティングは難しいかもしれませんが、Delta 3Dプリンターの実際のアップグレードやメンテナンスはかなり簡単で、3Dプリンターに関する様々な複雑な知識は必要ありません。

    デルタのプリントヘッドは軽量でなければならないので、アフターマーケットのプリントヘッドで重すぎるものは、印刷品質に影響を与える可能性があることを念頭に置く必要があります。

    もっとカッコよく見える

    デルタ3Dプリンターは、他のどのタイプの3Dプリンターよりもクールな印象です。 ベッドは静止しているのに、3本のアームは変わった動きをしていて、ゆっくりと面白い方法で3Dプリントを作り上げます。

    デルタ3Dプリンターの短所

    精度とディテールに欠けるもの

    デルタプリンターは、圧倒的なスピードと迅速な大量生産が可能な反面、精密さやディテールが犠牲になることもあり、すべてがうまくいくとは限りません。

    スピードは、特に微調整をしないと犠牲になってしまいますが、それでも品質的にはかなり優れており、直交型3Dプリンターと比較すると、その差は歴然です。

    また、表面のディテールやテクスチャーも、印刷が終わったときにザラザラしていることがありますが、これは主に精度の低下によるものです。

    ボーデン押出しセットアップの制限事項

    ボウデン式押し出しは、プリントヘッドの重量を軽減し、よりスピーディーなプリントを可能にする素晴らしいものですが、その分、注意点もあります。

    まず、ボウデンのセットアップでは、長いPTFEチューブを使用しているため、TPUやTPEなどの柔軟なフィラメントでプリントする際にトラブルが発生します。

    柔軟な熱可塑性樹脂は、PTFEチューブの内部で摩耗し、フィラメントが変形することが知られています。 これが、目詰まりの原因となり、押出成形の妨げとなることがあります。

    しかし、だからといって、デルタプリンターでこのようなフィラメントを使って印刷することを忘れてはいけない。

    そのためには、さまざまな要素に気を配り、プリンターを大切にチューニングし、飽くなき挑戦を続けることが必要なのです。

    スモールビルドプラットフォーム

    ビルドプラットフォームは円形で、おそらく中にタワーをプリントすることができると思いますが、サイズは限られており、これは何か膨大な考慮が必要です。

    もし、あなたがデルタプリンターで高くて狭いモデルを作るつもりはなく、他の種類の普通のモデルを作ろうとするのであれば、この金属の塊を購入する際に、小さな組み立てプラットフォームについてよく考えてみてください。

    これも不可能ではありませんが、モデルを分割してプリントする必要があり、直交プリンターでプリントするよりも手間がかかります。

    デルタ3Dプリンターなら、モデルを分割して、3Dプリンターの高さを有効に活用できるのが魅力です。

    スモールコミュニティ

    デルタ式3Dプリンターを評価するもう一つの重要な点は、発展途上の小規模なコミュニティであり、カルテジアンのコミュニティのようなサポート、アドバイス、コミュニケーションがないことです。

    Delta 3Dプリンターはトラブルシューティングの問題が多いので、サポートチャネルが少ないことと相まって、悪い組み合わせになる可能性があります。 Delta 3Dプリンターを愛用しているユーザーは何人もいるので、この要因でそれほど躊躇することはないでしょう。

    また、デルタプリンターファンには、コンテンツ、ブログ、ハウツーチュートリアル、盛んなコミュニティがまだ溢れていないので、3Dプリンターの仕組み、必要な設定、そしてもちろん組み立てについて、十分に理解しておく必要があるのです。

    YouTubeにアップされているクールなアップグレード動画や、超大型3Dプリンターなどの新しいプロジェクトはそれほど多くはないでしょうが、必要な主機能はできるようになりますよ。

    3Dプリントの分野を始めたばかりだと、トラブルシューティングの問題にぶつかるかもしれませんが、正直なところ、ほとんどの3Dプリンターで、この先いつかはそういう目に遭うことになりますね!

    趣味の一環で慣れるものです。

    トラブルシューティングが難しい

    デルタプリンターの3本のアームは平行四辺形で動き、角度を変えながら押し出すので、デルタ3Dプリンターの仕組みは直交型より少し複雑です。

    その結果、印刷の不具合や印刷品質の低下が把握しにくくなり、トラブルシューティングが難しくなります。

    Delta 3Dプリンターをほぼ完璧に組み立てるか、定期的なキャリブレーションが必要かもしれませんが、長いボーデンチューブでは特に難しいですね。

    初めての方にとって、デルタマシンのキャリブレーションはかなり難しいものです。

    直交型3Dプリンターの長所と短所

    ここでは、多様な3Dプリンターの中で、直交型プリンターが極めて原理的であり、好まれている理由を説明します。 並べてみると、短所もあることがわかりますね。

    直交型3Dプリンターの長所

    巨大なコミュニティと遥かなる人気

    Cartesian 3Dプリンターを所有する最も大きな利点は、その人気と強力なコミュニティから得られるものでしょう。

    これらのプリンターの成功の主な理由は、非常にユーザーフレンドリーであること、完全に組み立てられた状態で玄関先に届くこと、素晴らしいカスタマーサポート、そして相談できる素晴らしいファンベースがあること、など、目に見える人気です。

    一部の直交型3Dプリンターでは、組み立てに5分程度しかかからないこともあります!

    関連項目: 3Dプリントミニチュアの品質に関するベストな設定 - Cura & Ender 3

    このような3Dプリンターを所有する際に、一人で悩むことはありません。

    さらに、セットアップも簡単なので、箱から出したらすぐに印刷を始められます。

    ディテールと精度

    3Dプリンターで最も重要なのは細部であるため、この属性は明確に上位にランクインしています。

    幸い、直交プリンターにはそのような機構のモードがあり、1本1本の線を力強く正確に描きながら、奥行き感のある演出が可能です。

    デルタプリンターに比べれば遅いかもしれませんが、その分、印刷品質が高いです。 モデルの質感が滑らかで、輪郭がはっきりしていて、今の3Dプリンターに求められている品質だと思います。

    特に、高品質のエクストルーダーとホットエンドの組み合わせであれば、微調整されたカルテシアン3Dプリンターは、非常に素晴らしいプリント品質をもたらすことができます。

    Hemeraエクストルーダーは素晴らしい選択肢です。 E3D Hemeraエクストルーダーのレビューはこちらでご覧いただけます。

    部品在庫状況

    また、直交型プリンターの普及に伴い、スペアパーツが安価なものから高価なものまで豊富に用意されていることも利点です。

    オンライン上には、あなたがカルテシアプリンターを購入することを切望する巨大な市場があり、しばしばお得な情報や大規模な割引も提供されています。

    簡単に手に入るパーツの例としては、Ender 3 Upgradeの記事、または25 Best Upgrades You Can Do On Your 3D Printerをご覧ください。

    関連項目: エンダー3/プロ/V2ノズルを簡単に交換する方法

    印刷の相性は抜群

    優れた直交3Dプリンターでは、より多くの材料、特にTPU、TPE、柔らかいPLAなどの柔軟な材料を簡単に3Dプリントできます。 同じフィラメントをデルタ3Dプリンターでプリントするのは少し難しいかもしれません。

    カーテシアン3Dプリンターをダイレクトドライブに変更することで、フレキシブルプリントをより正確に、より速く印刷することが可能になります。

    より詳細な情報については、「Direct Drive Vs Bowden 3D Printer Setups」の記事をご覧ください。

    直交型3Dプリンターの短所

    低速

    直交型3Dプリンターのプリントヘッドは大きく重いので、プリントラインを描くために移動する際に勢いがつき、瞬時に方向転換して高速でプリントすることができないのは当然といえば当然です。

    これは直交型プリンターの欠点のひとつで、ライバルと違ってスピード重視の設計になっていないことがわかります。

    それでもかなり高速になりますが、ソリッドデルタ3Dプリンターに匹敵するものはありません。

    Delta 3Dプリンターは瞬時に方向を変えることができますが、Cartesianは動く前に減速する必要があり、Jerk & Accelerationの設定に関連します。

    3Dプリンターで高重量

    これはスピードとも連動していて、重量が重くなると、プリントの品質を落とさずにできる高速動作の量が制限されます。 十分なスピードが出ると、3Dプリントにリンギングが見られるようになります。

    軽量化の方法はありますが、機械の設計上、デルタの3Dプリンターのような軽さにはなりません。 プリントベッドも動くことが、重量増の要因になっています。

    重いガラスビルドプレートが動くと、印刷品質が悪くなることがあるんです。

    DeltaとCartesianのどちらの3Dプリンターを購入すべきでしょうか?

    では、どのプリンターを選べばいいのでしょうか? まあ、もう判断するのは難しいことではないと思います。

    もし、あなたが別のチャレンジをしたいベテランで、すでに3Dプリントのイロハを知っているなら、Delta 3Dプリンターは、その驚くべきスピードと妥当な品質で、あなたを満足させてくれるでしょう。

    また、コストを抑えながら、豊富な機能を備えています。

    一方、3Dプリントを始めたばかりで、まだ基本に慣れていない人は、少し余分にお金をかける覚悟で、直交型3Dプリンターを購入するとよいでしょう。

    この巨大な印刷機は、セットアップが簡単で、あなたの3Dプリントの旅を手助けしてくれる陽気な人々に囲まれ、非常に優れた品質が得られ、そのすべてがスピードという些細な代償で成り立っています。

    また、これらのプリンターはフィラメントの種類に柔軟性があり、さまざまな熱可塑性プラスチックで苦痛なく印刷できることも忘れてはいけません。

    結論から言うと、デルタプリンターとデカルトプリンターはどちらも最高峰なので、自分のニーズに合ったものを買えばいいのですが、両者には顕著な違いがあるので、そこは自分の好みで判断してください。

    ただ、購入前に長所と短所を確認されることをお勧めします。

    CoreXY 3Dプリンターってどうなの? 簡単なレビュー

    比較的新しい3Dプリンターとして、直交運動方式でありながら、2つのモーターが同じ方向に回転するベルトで構成された「CoreXY 3Dプリンター」があります。

    このX軸とY軸のモーターは、動くプリントヘッドが重くなりすぎないように、変化させずに一定に保つようにしています。

    CoreXYの3Dプリンターは、ほとんどがキューブ型で、ベルトとプーリーの仕組みを取り入れているため、長さの点で他のプリンターとは一線を画しています。

    さらに、ビルドプラットフォームは垂直方向のZ軸で動き、プリントヘッドはX軸とY軸で魔法をかけるという非定型的なものです。

    CoreXY 3Dプリンターで気になるのは、他のFDMプリンターにはない予想外の優位性です。

    CoreXY 3Dプリンターは、可動部の重量を担うステッピングモーターを固定し、ツールヘッドには一切アタッチメントをつけないことで、圧倒的なスピードでプリントしながら、あらゆる面で品質にこだわっています。

    また、ゴーストやリンギングといった印刷の失敗を繰り返す心配もありません。

    そのため、CoreXYの3Dプリンターは、この超大型の安定性によって一流のレベルに保たれています。 さらに、ほとんどすべての一般的なファームウェアとの互換性があり、素晴らしい品質のプリント結果が得られることも、その長所となっています。

    ただし、この手のプリンターは、組み立てにとんでもなく気を遣うので注意しましょう。

    プリンターのフレームが狂うと、プリントの寸法精度が極端に低下します。

    これは、間違ったベルトのアライメントや、途中で動かなくなる安価な対応品に起因する問題が山積していることに続く。

    CoreXYの3Dプリンターは、多くの愛好家やプロフェッショナルにとって、新鮮な空気のような存在です。 他のプリンターに比べて少し高くつくかもしれませんが、一日の終わりには、期待に応えてくれるでしょう。

    つまり、このプリンターは、デルタ式やカルテシアン式に代わる、将来性のあるプリンターなのです。

    Roy Hill

    Roy Hill は、3D プリンティングの情熱的な愛好家であり、3D プリンティングに関連するあらゆる事柄について豊富な知識を持つ技術の第一人者です。この分野で 10 年以上の経験を持つロイは、3D デザインとプリンティングの技術を習得し、最新の 3D プリンティングのトレンドとテクノロジーの専門家になりました。ロイは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) で機械工学の学位を取得しており、MakerBot や Formlabs など、3D プリンティングの分野で評判の高い企業数社で働いてきました。また、さまざまな企業や個人と協力して、業界に革命をもたらしたカスタム 3D プリント製品を作成してきました。ロイは、3D プリントへの情熱のほかに、熱心な旅行者であり、アウトドア愛好家でもあります。彼は家族と一緒に自然の中で過ごすこと、ハイキング、キャンプを楽しんでいます。余暇には、若いエンジニアを指導し、人気ブログ「3D Printerly 3D Printing」を含むさまざまなプラットフォームを通じて 3D プリンティングに関する豊富な知識を共有しています。