想像(DaVinci mini)以上にFDMの３Dプリンター(Creality K1)の性能が上がっていたことを感じた話

皆さんこんにちは。空にあこがれ、航空機の設計をしようとした者です。ラジコン飛行機作りたいなーと思い翼をCADで作っていたのですが、現行の法律に違反しないようにするにはトータル100g未満にしなくてはなりません。まあ、免許があれば関係ないのですが。
翼全体を一体で作るためには表面をぎりぎりまで薄くする必要があるのですが、実際どこまで行けるのかトライした結果想像以上に薄くても物が作れることがわかりましたので報告いたします。

まず作っているモデルの外形はこのような形です。

テスト用のモデル

うっすら透けていますが、リブとストリンガ？で骨組みを作り、表面を覆うスタイルをとっております。この間の部分の厚みを薄くすればするほど軽くなりますので、３Ｄプリンタの限界まで薄くしたい…という事で自分のプリンターのノズル径0.4mmで設定して印刷をしてみました。

ご覧くださいこのスライスした結果を！なんと骨組み以外は1層です。しかもこれを519層積層するという斬新なスタイル。

赤で記されている部分が外層、緑部分が内層になっており、外層の方がノズルの移動速度が遅くなっている設定です。このようにすることで見た目がきれいで積層速度も上げられるというわけらしいです。ギザの大ピラミッドもそのように作っているそうなので多分これが正しいのでしょう。

こちらを召喚した結果がこちら…

完成した物

なんと最後の層までまともにできておりました。高さ150mmもありますので50mmくらいのところで崩壊して大量のスパゲッティが生成されていると思っていましたが…
実は以前使っていたXYZプリンティングのDaVinci miniがあまりに失敗が多すぎて、そもそも150mmの高さを持つものを作ること自体が無理なのではという先入観がありました。走り切っただけで感動です。かがくのちからってすげーというやつですね。

ただ、すべてが完璧というわけではありませんでした。すでに引きの写真からもお判りだと思いますが、骨組み周辺の部分がうまく印刷されていません。この部分は先述のとおり、ノズルの動きが早くなっている部分ですので、フィラメントの射出速度がうまく追従されていないのではないかと思っております。このため必要な射出量に対して供給が追い付かず巣が発生していると考えておりますね。

ストリンガ付近に規則的に発生してしまっている巣の写真。ノズルの速度変化に対してフィラメントの射出量が追従しきっていない気がする…

最後に今回得られた知見をまとめておきます。
・剛性が十分にある場合は0.4mmのノズルで0.4mmの厚みで積層ができる。
・ノズルの速度変化が頻繁に発生するとフィラメントの射出量変化が追い付かず巣が発生することがある。
それではまた今度。