STLファイルの3Dプリントは、さまざまな要因によって数分、数時間、数日かかることがあります。 この記事では、あらゆるSTLのプリント時間を見積もる方法と、そのための要因について説明します。

STLファイルの3Dプリント時間を見積もるには、CuraやPrusaSlicerなどのスライサーにファイルをインポートし、作成したいサイズにモデルをスケールし、レイヤーの高さやインフィル密度、プリント速度などのスライサー設定を入力するだけです。「スライス」を押すと、スライサーからプリント時間の見積もりが表示されます。

STLファイルのプリントタイムを直接見積もることはできませんが、3Dプリントソフトで見積もることは可能です。

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STLファイルの印刷時間を簡単に見積もる方法

すでに述べたように、スライサーから直接見積もりが出ますが、これはSTLファイルのGコードからプリンターが受け取るいくつかの指示に基づいています。 Gコードとは、STLファイルから3Dプリンターが理解できる指示の一覧のことをいいます。

以下は、G-Codeファイルの95%までを占める3Dプリンターを直線的に動かすコマンドです：

G1 X0 Y0 F2400 ;ベッド上のX=0 Y=0の位置に、2400mm/minの速度で移動する。

G1 Z10 F1200 ; Z軸をZ=10mmに、1200mm/minの低速で移動させる。

G1 X30 E10 F1800 ;X=30の位置に移動すると同時にノズルに10mmのフィラメントを押し込む

プリンターのエクストルーダーを加熱するコマンドです：

M104 S190 T0 ;T0を190℃に加熱開始する。

G28 X0 ;押出機加熱中にX軸を原点復帰させる。

M109 S190 T0 ;T0が190度になるのを待ってから他のコマンドを続行する。

スライサーは、これらのGコードを解析し、命令数やレイヤーの高さ、ノズルの直径、シェルとパーミット、プリントベッドのサイズ、加速度などの要素に基づいて、すべての作業にかかる時間を推定します。

これら多くのスライサー設定を変更することで、印刷時間に大きく影響します。

スライサーによって結果が異なることを忘れないでください。

ほとんどのスライサーはスライス中の印刷時間を表示しますが、すべてのスライサーが表示するわけではありません。 プリンターベッドとホットエンドを加熱する時間は、スライサーに表示されるこの推定時間に含まれないことに留意してください。

スライサーの設定が印刷時間に与える影響について

このテーマについては、「3Dプリントにかかる時間」という記事で詳しく解説していますが、ここでは基本的なことを説明します。

スライサーには、印刷時間に影響するいくつかの設定があります：

• レイヤーの高さ
• ノズル径
• スピード設定
• アクセラレーション＆ジャーク設定
• リトラクト設定
• プリントサイズ/拡大縮小
• インフィル設定
• サポート
• シェル-肉厚

プリンターの設定には、印刷時間に大きく影響するものとそうでないものがありますが、一番時間がかかるのは、レイヤーハイト、プリントサイズ、ノズル径でしょうか。

層の高さが0.2mmに対して0.1mmでは、2倍の時間がかかることになります。

例えば、レイヤー高さ0.2mmのキャリブレーションキューブは31分、レイヤー高さ0.1mmのキャリブレーションキューブはCuraで62分かかると言われています。

オブジェクトのプリントサイズは指数関数的に増加するため、オブジェクトが大きくなればなるほど、その大きさに応じて時間の増加も増加します。

例えば、100％スケールのキャリブレーションキューブは31分、200％スケールの同じキャリブレーションキューブは150分または2時間30分かかり、Curaによると4gの材料から25gの材料になる。

ノズル径はフィードレート（材料を押し出す速さ）に影響するので、ノズル径が大きければ大きいほどプリントは速くなりますが、品質は落ちます。

例えば、0.4mmノズルのキャリブレーションキューブは31分、0.2mmノズルのキャリブレーションキューブは65分かかると言われています。

そう考えると、通常のキャリブレーションキューブと、200%スケールでレイヤーの高さが0.1mmのキャリブレーションキューブを0.2mmのノズルで比較すると、506分、8時間26分もかかることになる！（1632%の差です）これは膨大です。

プリント速度計算機

3Dプリンターユーザーが自分のプリンターの速度を知るためのユニークな計算機が登場しました。 その名も「Print Speed Calculator」で、主にE3Dユーザー向けに速度に対する流量を計算する使いやすいツールですが、すべてのユーザーに実用的な情報を提供することができます。

3Dプリンターでどれくらいの速度が出せるか、流速を見ることで大体の目安になります。

フローレートとは、簡単に言うと、押し出し幅、レイヤーの高さ、プリントスピードのすべてを計算し、プリンターのスピード能力の目安を示す1つのスコアです。

プリンターがどの程度の速度に対応できるかを知るには、かなり良い目安になりますが、結果は質問に対する正確な答えにはなりませんし、材料や温度などの他の変数がこれに影響を与えることもあります。

流量＝押し出し幅×層高×印刷速度。

スライサーにおける印刷時間の見積もりはどの程度正確なのか？

以前は、印刷時間の見積もりは、良い日も悪い日もありましたが、最近では、スライサーがかなり正確な印刷時間を提示してくれるようになりました。

フィラメントの長さ、プラスチックの重さ、材料費などを見積もりで教えてくれるものもあり、これらもかなり正確です。

たまたまGコードファイルがあり、STLファイルが保存されていない場合、そのファイルをgCodeViewerに入力すると、ファイルの様々な測定値や推定値が表示されます。

このブラウザベースのG-Codeソリューションで、あなたはできる：

• Gコードを解析し、印刷時間、プラスチック重量、層高を算出する。
• ショーの格納と再スタート
• プリント/移動/引き戻し速度を表示
• プリントの部分的なレイヤーを表示し、レイヤー印刷のシーケンスをアニメーション化することもできます。
• デュアルレイヤーを同時に表示し、オーバーハングを確認できる
• 線幅を調整することで、より正確にプリントをシミュレートすることができます。

これらは、3Dプリンターがスライサーの予測とは異なる動作をする可能性があるため、推定値となっています。 過去の推定値に基づくと、Curaは印刷時間をかなりうまく推定していますが、他のスライサーではその精度に大きな差がある場合があります。

CuraでRepetierソフトを使用した場合、印刷時間に10％のマージン差が出たという報告もあります。

スライサーでは、加速度やジャークの設定などが考慮されていなかったり、間違って入力されたりして、印刷の見積もり時間が通常より長くなることがあります。

delta_wasp.def.jsonファイルを編集し、お使いのプリンターの加速度やジャークの設定を記入することで直る場合があります。

簡単な調整で、非常に正確なスライサーの時間を見積もることができますが、ほとんどの場合、どちらにしても、見積もりはそれほど大きくは狂わないはずです。

3Dプリントしたオブジェクトの重量を計算する方法

つまり、スライサーがプリント時間の見積もりを出すのと同じように、プリントに使われるグラム数も見積もります。 どのような設定で使うかにもよりますが、比較的重くなることもあります。

インフィル密度、インフィルパターン、シェル/ウォールの数、プリントの大きさなどの設定は、プリントの重さの要因の一部となります。

スライサーの設定を変更した後、新しいプリントをスライスすると、3Dプリントしたオブジェクトの重量がグラム単位で表示されるはずです。 3Dプリントの素晴らしいところは、パーツの強度を維持しながらパーツを軽量化できることです。

インフィルパターンやパーツの方向性を工夫することで、強度を保ちながら印刷重量を70%程度まで大幅に削減することができるという工学的な研究があります。

この現象は、3Dプリンター分野の発展とともに、より良くなっていくことが想像できます。 常に新しい技術や3Dプリントの方法の変化が見られるので、必ず改善されると確信しています。

もっと読みたい方は、私の記事「Best FREE 3D Printing Software」または「25 Best 3D Printer Upgrades You Can Get Done」をご覧ください。

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