樹脂を使った3Dプリントは非常にシンプルなプロセスですが、硬化について混乱するような疑問が生じることがあります。 そのひとつが、樹脂の3Dプリントを過剰に硬化させることができるかどうかという疑問です。

この疑問に答えるために、正しい知識を身につけるための記事を書くことにしました。

樹脂製3Dプリントは、特に高出力のUV硬化ステーションを近くで使用する場合、硬化しすぎてしまうことがあります。 長時間硬化させると、パーツがもろくなり、壊れやすくなります。 プリントの硬化は、粘着性を感じなくなったときにわかります。 樹脂プリントの平均硬化時間は約3分で、大きなモデルではもっと長くなります。

この質問の詳細と、この質問にまつわる人々のさらなる質問については、このまま読み進めてください。

樹脂製3Dプリントの過硬化は可能か？

樹脂製の3Dプリントを硬化させるとき、紫外線を一定時間照射していますが、その紫外線が材料を硬化させるのと同じように、フォトポリマー樹脂の化学的性質を変化させているのですね。

樹脂プリンターで3Dプリントを完成させた場合、プリントはまだ柔らかく、粘着性があります。 プリントの完成度を上げるためには樹脂を硬化させる必要があり、そのためにはプリントを直射日光に当てて紫外線を浴びせる必要があります。

樹脂プリントの場合、硬化（ポストキュア）が重要です。 硬化させることで、プリントはより丈夫で強くなり、耐久性が増します。

硬化が必須であるのと同様に、プリントの過硬化を防ぐことも必要です。 過硬化を避けざるを得ない理由は様々ですが、基本的には強度と耐久性です。

比較的長い時間紫外線に当てておくと、硬くなるのは間違いありませんが、より脆くなる可能性があります。 つまり、割れやすくなるくらい硬くなる可能性があります。

私の樹脂プリントはなぜこんなに脆いのだろう」と思われる方は、これが大きな問題の一つかもしれません。

気をつけなければならない絶妙なバランスはありますが、大抵の場合、樹脂の3Dプリントは強力な紫外線の下で長時間硬化させないと、過硬化してしまいますね。

また、直射日光も意図せず過硬化を引き起こす要因になりますので、樹脂プリントはなるべく日光に当てないようにしましょう。

硬化しすぎた樹脂プリントを落とすと、きちんと硬化した樹脂プリントよりも割れやすくなりますが、それほど悪影響はないはずです。

もし、樹脂の3Dプリントが壊れやすいと感じたら、通常の樹脂に加えて、強靭な樹脂や柔軟な樹脂を加えて強度を上げることができます。 この方法で、多くの人が素晴らしい結果を得ています。

樹脂の3Dプリントは、紫外線でどのくらい硬化するのでしょうか？

樹脂3Dプリントは、ミニチュアであれば1分以内で硬化させることができますが、平均的なサイズのプリントであれば、紫外線照射室やランプでの硬化に通常2～5分かかります。 直射日光下で硬化させると、もう少し時間がかかるかもしれません。

樹脂の硬化時間は、プリントの大きさ、樹脂の硬化方法、樹脂の種類、色によって異なります。

グレーや黒などの不透明な素材で作られた大型の樹脂3Dプリントは、透明なミニチュア3Dプリントよりも長い硬化時間を必要とします。

紫外線や光を当てながら、プリントを回転させて向きを変え、均一に硬化させることが推奨されています。 キュアステーションに回転板が搭載されているのは、このためです。

UL認証の防水電源と6WのUV樹脂硬化ライト、60Wの出力効果を持つ「トレスブロ UV樹脂硬化ライト360°ソーラーターンテーブル付き」が、実に効果的かつシンプルな硬化ステーションです。

薄いものであれば10～15秒程度で硬化しますが、厚みのあるものでは硬化に時間がかかります。

また、3Dプリンターの趣味の人たちがこぞって愛用しているのが、Anycubic Wash and Cure 2-In-One Machineです。 ビルドプレートからプリントを取り出したら、1台のマシンで洗浄と硬化ができ、非常に効果的です。

2分、4分、6分の3種類のタイマーを搭載しており、プリントの洗浄液を保存して再利用できる密閉性の高い洗浄容器を備えています。

この後、360°回転する硬化台にモデルを置き、内蔵の強力なUVライトで簡単に硬化させることができます。 レジン印刷の面倒な工程にうんざりしている方は、これを使えば解決できますよ。

樹脂が完全に硬化するまでの時間は、表面積と体積が大きく影響し、透明な樹脂は着色された樹脂と比較して、その性質の違いから硬化に要する時間が比較的短くなります。

紫外線はこの樹脂を透過しやすくなっているんです。

もうひとつは、紫外線の強さです。 アマゾンで紫外線硬化灯を探していたら、小さいものと大きいものがありました。 大きい樹脂硬化灯はパワーがあるので、硬化時間は1分くらいで済むと思います。

もし、日光の下で樹脂を硬化させるのであれば、あまりお勧めはできませんが、紫外線の強さにもよるので、どのくらいの時間がかかるか判断するのは難しいです。

その上、樹脂製の3Dプリントは熱で反ってしまうので、かなり質の悪いモデルになってしまうでしょう。

UVライトはすでに電球の熱を利用しているので、硬化時間を短縮することができます。

UVライトなしで樹脂の3Dプリントを硬化させることができるのか？

UVライトのような効果はなく、太陽がいつも出ているわけではないので、現実的にはできませんが、太陽光を使って樹脂の3Dプリントを硬化させることは可能です。

もし、太陽光でレジン3Dプリントを硬化させたいのであれば、モデルを直接太陽光の下に置く必要があります。

窓越しの太陽でプリントを硬化させるのは、ガラスが紫外線をカットすることはできても、すべてカットできるわけではないので、ベストなアイデアではありません。

樹脂の硬化には、通常、UVランプやUVチャンバーが使われますが、専用の硬化ステーションに比べると時間がかかるため、太陽光を使った方法はあまり行われていないようです。

UVランプやUVトーチは、樹脂を硬化させるのに数分もかからないので、プリントをライトに近づけておくだけでよい。 UVランプの下では、樹脂プリントは硬化しすぎる傾向があるので、硬化プロセス中に3Dプリントをチェックしておくことをお勧めします。

また、樹脂プリントは、25～30℃近い高温の室内に置いておくことで硬化させることができます（熱球を使用することも可能）。

乾燥した高熱のオーブンで樹脂を硬化させることも可能ですが、この方法を使うことはお勧めしません。

樹脂製3Dプリントに粘着性があるのはなぜですか？

3Dプリントをイソプロピルで洗浄しても、未硬化のままであったり、樹脂の液体が付着していたりすると、プリントにべたつきが生じることがあります。 これは、ほとんどの場合、簡単な手順で修正できるため、大きな問題ではありません。

樹脂3Dプリントは、イソプロピルが汚れていたりするとベタつくことがあります。 そのため、IPA（イソプロピルアルコール）で2度洗いして、ティッシュやタオルペーパーでもきれいにすることをおすすめします。

アルコールは速乾性に優れ、洗浄効果も高いため、多くの人が使っています。

Amazonで「Clean House Labs 1-Gallon 99% Isopropyl Alcohol」を入手することをお勧めします。

ここで重要なのは、プリントを洗うときに、IPAの容器を2つに分けておくことです。 最初の容器に入れたプリントをIPAで洗えば、液状の樹脂はほとんど拭き取られます。

その後、2つ目の容器に移し、IPAでプリントを振って、プリントに残った樹脂を完全に除去します。

粘着性のあるプリントを硬化させる場合、最も一般的で簡単に実行できる解決策の1つは、プリントを紫外線の下でもう少し長く保ち、その後プリントを適切に研磨することです。

サンディングは、3Dプリントを滑らかに仕上げるための効率的で効果的、かつ安価な手法です。 これらの手順により、3Dプリントのべたつきや粘着性を治すことができます。