支持構造の正しい3Dプリントの方法 - 簡単なガイド(Cura)

Roy Hill 04-06-2023
Roy Hill

目次

3Dプリントのサポートは、3Dモデルをうまく作るために欠かせないものです。 ですから、サポートの正しいやり方を学ぶとよいでしょう。

3Dプリントの体験を向上させるために、サポートの仕組みを理解してもらうために記事をまとめることにしました。

3Dプリントのサポートは、カスタムサポートを使用して手動で行うことも、スライサーでサポートを有効にするだけで自動的に行うこともできます。 サポートのインフィル、パターン、オーバーハングの角度、Z距離、さらにビルドプレート上だけ、またはあらゆる場所への配置など、サポート設定を調整できます。 すべてのオーバーハングにサポートが必要なわけではありません。

この記事では、サポート構造を作成するための基本的な方法と、より高度なテクニックを学ぶことができます。

    3Dプリンターにおけるプリントサポート構造とは?

    その名の通り、3Dプリントの際にプリントを支え、固定するための構造体です。 さらに、この構造体は、プリントの連続するレイヤーを構築するための土台となります。

    プリントベッドからプリントを積み上げる際、プリントのすべての部分がベッド上に直接置かれるわけではなく、ブリッジやオーバーハングなど、プリントの一部の特徴がプリントの上にはみ出る場合があります。

    プリントベッドに固定し、プリントの土台となる部分を安定させるために、プリントサポート構造が必要です。

    印刷後、支持構造物を取り外すことができます。

    3Dプリンターにはサポートが必要ですか? サポートなしで3Dプリンターができますか?

    すべての3Dモデルにサポートが必要なわけではありません。 モデルの特性や特徴によって異なります。

    例えば、下の「デナーリスの胸像」を見てください。 若干のはみ出しがありますが、サポートなしでも問題なくプリントできます。

    Curaの赤い部分は、デフォルトで45°に設定されている「サポートのはみ出し角度」以上のはみ出し角度を示しています。 たくさんのはみ出しが見えますが、3Dプリンターはサポートなしで印刷できる状況もあるのです。

    プレビューモードで通常の設定を行い、サポート付きの3Dベンチュリーを作成した場合のイメージです。 サポートはモデルの周囲に水色で表示されています。

    関連項目: 3Dプリンターのホーミングの問題を解決する方法 - Ender 3 & More

    こちらは、サポートを有効にしていない3D Benchyです。

    サポートが必要かどうかを判断する特徴を見てみましょう。

    ブリッヂとオーバーハング

    本体にかかる機能や、支持されていない長い梁や断面があるモデルの場合、サポートが必要です。

    サポートは、このような機能を実現するための土台となるモデルとして必要です。

    モデルの複雑さ

    複雑な形状やデザインのモデルには、サポートが必要です。 このような複雑なデザインには、サポートされていない部分があることが多く、サポートがないと正しくプリントされません。

    オリエンテーションまたはローテーション

    例えば、モデルの向きが急角度であれば、本体にかかる部分が多くなるため、サポートが必要です。

    例えば、このアサシンモデルですが、通常の向きでは、かなりのサポートが必要です。

    しかし、ベッドに寝かせれば、張り出した機能がベッドに横たわり、サポートが不要なモデルです。

    3Dプリンター(Cura)は自動的にサポートが追加されるのか?

    いいえ、Curaは自動的にサポートを追加しません。 サポートは、「サポートを生成する」ボックスをチェックして手動で有効にする必要があります。 有効にすると、オーバーハングがある部分でサポートが自動的に作成され、「サポートのオーバーハング角度」設定で角度を調整することができます。

    Curaには、モデルのサポートを調整するための他の多くのオプションが用意されています。 さらに、モデルをレビューして、サポートされていないセクションを確認することもできます。

    また、自分に合ったサポートの種類を選ぶことができます。 Curaでは、基本的に以下の2種類のサポートがあります。 ノーマル とのことで、その ツリーサポート .

    Curaで3Dプリンティングサポートを設定&有効化する方法

    Curaでの3Dプリントサポートの設定と有効化は非常に簡単です。 これは、やればやるほどうまくなることの1つです。

    では、その流れをご紹介しましょう。

    ステップ1:Curaにモデルをインポートする

    • をクリックしてください。 ファイル> ファイルを開く" を使うか、ツールバー上の Ctrl + O ショートカット

    • PC上で3Dモデルを探し出し、インポートします。

    また、Curaのファイルを直接ドラッグすれば、3Dモデルが読み込まれるはずです。

    Step 2: サポートを有効にする

    Curaでサポートを生成する方法は2つあります。 推奨される印刷設定を使用するか、独自のカスタムオプションを使用するかのどちらかです。

    ここでは、推奨設定の使い方をご紹介します。

    • 画面右側の「印刷設定」ボックスをクリックします。
    • というチェックボックスにチェックを入れてください。 サポート ".

    あるいは、より複雑な設定を希望する場合:

    • 同じページから、「」をクリックします。 C カスタム"
    • サポート」ドロップダウンメニューを探し、「」をクリックします。 支持を得る ".

    • 有効にすると、メニューの下に様々なサポート設定がポップアップ表示されるはずです。

    Step 3: 設定を編集する

    • インフィル密度やサポートパターンなど、さまざまな設定を編集することができます。
    • また、サポートがビルドプレートにのみ触れるようにするか、モデル上のあらゆる場所に生成されるようにするかを選択することができます。

    Curaでカスタムサポートをセットアップする方法

    自動サポートの場合、必要以上にサポートが発生し、印刷時間や材料の使用量が増えるため、このオプションを好むユーザーもいます。

    PrusaSlicerやSimplify3Dのようなほとんどのスライサーはこのための設定を提供していますが、Curaでカスタムサポートを使用するには、特別なプラグインを使用する必要があります。

    その方法をご紹介します。

    ステップ1:Custom Supportsプラグインをインストールする

    • に進む Curaマーケットプレイス

    • のもとで プラグイン タブを探し、その中にある "カスタムサポート" & "シリンドリカルカスタムサポート" プラグイン

    • プラグインをクリックし、インストールする

    • Curaを再起動する

    ステップ2:モデル上の島/オーバーハングを確認する

    アイランドとは、モデル上でサポートが必要な未サポート部分のことです。 ここでは、その確認方法をご紹介します。

    • モデルをCuraにインポートします。
    • モデルをスライスする( 注:サポート世代の設定がすべてオフになっていることを確認すること .)
    • モデルを回転させ、その下に赤い網掛けになっている部分がないか確認する。

    • これらのセクションは、サポートが必要な場所です。

    Step 3: サポートを配置する

    • 左側にカスタムサポートツールバーが表示されます。 サポートを追加するアイコンをクリックします。

    • ここでは、キューブ型とシリンダー型の支持体を選択することができます。

    • ベースの幅を変更し、角度をつけてサポートの安定性を高めることも可能です。

    • サポートを追加したい場所をクリックします。 そうすると、いくつかのブロックがその場所に表示されます。
    • 編集ツールを使って、ブロックが思い通りの形になるまで修正します。

    • また、ブロックがベッドや模型の安定した部分に接続されていることを確認してください。

    ステップ4: サポートを編集します。

    • カスタムプリントの設定を開き、サポートドロップダウンメニューを開いてください。
    • ここでは、先に示したように、サポートインフィルのパターンや密度など、さまざまな設定を変更することができます。

    次の部分が重要です。 サポートの編集が終わったら、上に行って、" "をオフにします。 支持を生み出す" は、モデルをスライスする前に、通常のサポートを作成しないようにします。

    電源を切ったら、モデルをスライスして、さあ、完成です。

    を好んで使っています。 円筒形カスタムサポート 特に「カスタム」設定では、1つのエリアをクリックして始点とし、終点をクリックして主要なエリアをカバーするサポートを作成することができるため、カスタムサポートの作成オプションが大幅に増えました。

    以下のビデオで、この方法の素敵なチュートリアルをご覧ください。

    サポートがモデルに触れないのを修正する方法

    サポートがモデルに当たらないという問題が発生することがあります。 この場合、はみ出した部分が土台にならないので、プリントが台無しになります。

    ここでは、この問題のよくある原因とその対処法を紹介します。

    大きな支持距離

    サポートディスタンスとは、簡単に取り外しができるように、サポートとプリントの間に隙間を設けることですが、この距離が大きすぎて、サポートがモデルに接触していないことがあります。

    この問題を解決するには、次のことを確認してください。 Zサポート底面距離 は1層の高さに相当し、トップディスタンスも1層の高さに相当する。

    Z support bottom distanceは、通常Curaに隠されています。 これを見つけるには、次のように検索します。 サポートZ距離 をCuraの検索バーで検索してください。

    恒久化する場合は、設定の上で右クリックし、" この設定を表示させておく ".

    より多くのサポートを必要とする複雑な機能を印刷する場合は、この値を弄って小さくすることができます。 ただ、サポート除去時の問題を避けるために、値を小さくし過ぎないように注意してください。

    タイニーサポートポイント

    また、サポートがモデルに接触しない理由として、サポートする部分が小さいことが挙げられます。 このような場合、サポートはプリントを支えるために十分な接触が得られます。

    この問題を解決するには、2つの方法があります。 1つ目の方法は、"A "を使用する方法です。 タワーズ .タワーは、小さな張り出し部分を支えるための特殊な支持体です。

    断面が円形の塔で、上に行くほど直径が細くなり、設定した直径より小さい点を支える。

    使用するには、Curaの印刷設定で「Tower」を検索します。 ポップアップしたメニューの中で、チェックを入れます。 ユーズタワーズ .

    その後、選択することができます。 "タワー径" とのことで、その "最大タワー支持径" をお求めください。

    この値より小さい直径のプリントのはみ出しは、タワーで支えることができます。

    左のモデルはトップポイントにノーマルサポートを、右のモデルは小さなポイントにタワーサポートを使用しています。

    第二の選択肢は 水平展開 .細く長い部分には、タワーよりもこちらの方が向いています。

    この部分を支えるために、より頑丈な支持体を印刷するよう、プリンターに指示するものです。 "水平展開" の設定は、印刷設定にあります。

    のような値を設定します。 0.2mm そのため、プリンターで簡単に印刷することができます。

    なぜ3Dプリンターサポートは失敗するのか?

    3Dプリントのサポートが故障すると、自動的にモデル全体に影響を及ぼし、結果的にプリントが台無しになります。

    3Dプリントサポートが失敗するよくある理由を見てみましょう:

    • 第1層の密着性不良
    • サポートが不十分または弱い
    • 不安定なサポートフットプリント

    3Dプリンター用サポートが故障しないようにするにはどうしたらいいですか?

    プリントの設定やスライサーの設定を変更することで、より良いサポートを得ることができます。 ここでは、その方法についてご紹介します。

    プリントベッドが汚れていないか、水平になっているか確認する。

    プリントベッドがきれいで水平に保たれていると、支持体の第一層が安定するため、支持体の故障の可能性が低くなります。

    また、このガイドを参考に、適切な水平出しを行いましょう。

    最初のレイヤーを最適化する

    先ほど、ファーストレイヤーが優れていると支持体の安定性が増すと言いましたが、ファーストレイヤーが優れているのは、プリントベッドが水平になっていることだけがポイントではありません。

    そこで、最初のレイヤーを他のレイヤーよりも厚くして、サポートのための十分な基礎を提供します。 これを行うには、最初のレイヤーのパーセンテージを次のように設定します。 110% をCuraで作成し、ゆっくりプリントします。

    より詳しいアドバイスは、「3Dプリントで完璧なファーストレイヤーを得る方法」という記事をご覧ください。

    より強力なサポートを追加で使用する

    プリントの重さを支えるために、サポートが弱かったり、薄かったり、不十分なために失敗することがあります。 このような事態に対処するためです:

    • サポートのインフィル密度を約30%に高める 20% を強化する。
    • など、サポートのパターンをより強いものに変更する。 G ライドアンドジグザグ
    • 支持体をラフトにプリントすることで、フットプリントと安定性を高めることができます。

    サポートの故障を止める方法については、「完璧なサポート設定を得る方法」の記事で詳しく説明しています。

    Cura Support Air Gapの使用方法について教えてください。

    Curaサポートエアギャップツールは、サポートとプリントの間に隙間を導入し、プリントを剥がしやすくするツールです。

    ただし、この隙間の設定には注意が必要で、隙間が大きすぎるとサポートがプリントに触れなくなり、逆に小さすぎるとサポートが取れにくくなります。

    サポートエアギャップの最適な設定は場所によって異なりますが、多くの人はレイヤーの高さの1〜2倍のギャップを使用することを推奨しています( 0.2mm サポートZ距離については、ほとんどのプリンターで)。

    変更するには、" を検索してください。 サポートZ距離 「をCuraの検索バーに入力し、ポップアップ表示された新しい値を入力してください。

    Curaサポートブロッカーはどのように使用するのですか?

    Cura support blockerは、サポートが自動的に生成される領域をコントロールできるスライサーの便利なツールです。 これを使用すると、スライサーがサポートを生成する際にスキップする特定の領域を選択することができます。

    ここでは、その使い方をご紹介します。

    ステップ1:サポートブロッカーの初期化

    • お使いの機種をクリックしてください
    • 左のパネルのサポートブロッカーアイコンをクリックする

    ステップ2: サポートがブロックされるエリアを選択する

    • サポートしたい部分をクリックすると、そこに立方体が表示されます。
    • 移動ツールと拡大縮小ツールを使って、ボックスが全領域を覆うまで操作します。

    ステップ3:モデルをスライスする

    関連項目: Ender 3とコンピュータ(PC)の接続方法 - USB

    サポートブロッカー内の領域には、サポートは入りません。

    サポートブロッカーエリアのサイズを簡単に調整したり、複数のブロックを作成して特定の部分にサポートが作成されるのを阻止したりすることが可能です。

    Cura Tree Supportsの使用方法について教えてください。

    ツリーサポートはCuraに比較的新しく追加された機能ですが、通常のサポートと比較して多くの利点があり、より良い、よりきれいなプリントを作成することができます。

    ツリーサポートは、幹のような構造で、枝がプリントを包み込むように支えています。 この構造により、プリント後のサポートの取り外しが非常に簡単です。

    また、印刷後のプラスチックの消費量も少なくなります。 それでは、Tree supportsの使い方をご紹介します。

    • Curaにモデルをインポートします。
    • プリント設定のサポートサブメニューに移動します。
    • アンダー "サポート体制" メニュー , 選ぶ "ツリー "です。

    • 支持台のみを接触させるかどうかを選択します。 ビルドプレート 或いは いたるところ をプリントしてください。
    • モデルをスライスする

    ツリーサポートを使う前に、ツリーサポートはスライスや印刷に少し時間がかかるということを知っておいてください。

    CuraでTree Supportsを作成する方法については、CHEPによる以下のビデオをご確認ください。

    コニカルサポート

    ノーマルサポートとツリーサポートの中間的な存在として、円錐形サポートと呼ばれる、底に向かって小さくなったり大きくなったりする円錐形のサポート構造もあります。

    Curaの「実験」設定にあるこの設定は、「円錐形」で検索してください。 また、「円錐形サポート角度」「円錐形サポート最小幅」もあり、これらのサポートの構築方法を調整できます。

    下の動画では、その様子をご紹介しています。

    サポートは、高品質な3Dプリントを作るために欠かせないものです。 この記事で紹介したコツを実践して、Curaサポートの正しい使い方を覚えていただければと思います。

    がんばって、楽しく印刷しましょう!

    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。