基本情報モデル材とサポート材

サポート材とは

3Dプリンタは造形モデル自体の素材であるモデル材と、形状を保持するサポート材の2種類の樹脂で造形します。樹脂成型で使用する金型にあたる空間部分をサポート材の樹脂で支えて、その上にモデル材の樹脂を乗せて形状を作ります。そのため、空間部分を埋めていたサポート材の樹脂を除去して初めて造形モデルが完成します。造形するモデルの向きを工夫すると、サポート材の樹脂を除去しやすくしたり、使用するサポート材の樹脂の量を低減できます。

断面図 サポート材除去前→サポート剤除去後

形状によるサポート材の必要性

サポートが必要ない形状

3Dプリンタにはいろいろと方式がありますが、どのタイプも1層づつ積層しながら造形するのは同じです。
たとえば、三角形を作る場合には、材料を下から積み上げるだけで造形できてしまいます。このような形状は、サポート構造を作る必要はありません。

サポートが必要ない形状

サポートがないと作れない形状

逆三角形を作る場合には、単純に積み上げるだけでは造形ができません。
三角形にある程度の傾斜があると、下から支えてあげないと崩れてしまいます。
そこで、サポート構造と一緒に造形して、最終的にはサポートを除去する必要があります。

サポートがないと作れない形状

2つのサポート方法

モデル材だけで造形する方式

サポートの作り方には大きく分けて2種類あります。
1つ目は、まさに造形物になるモデル材と呼ばれる材料が、サポートの役目も担う方式です。
たとえば面露光方式はモデル材だけで、造形物と棒状のサポート構造を一緒に作りながら造形します。

例)面露光方式

モデル材だけで造形する方式

サポート材を使って造形する方式

2つ目は異なる材料をモデル材、サポート材として使用して造形する方式で、近年ではこちらの方が主流になりつつあります。
特性が異なる材料を使うことで、単一材料で造形した場合に難しかったサポートの除去作業を、容易にできるメリットがあります。

例)インクジェット方式

サポート材を使って造形する方式

サポート除去について

サポート材の除去作業はこれまで手や工具などで物理的な力を加えて行う方法が一般的でした。人手による作業が発生するため工数が発生しますし、作業ミスによりモデルを破損するケースがありました。また形状によっては手が届きにくく除去できないなど、これまで3Dプリンタにとってサポート除去作業は課題の1つとなっていました。

手作業によるサポート除去イメージ

そこで、キーエンスの業務用高精細3Dプリンタは世界で初めて水溶性のサポート材を採用しました。なぜ、3Dプリンタにとって水溶性のサポート材が有効なのか?詳しくは「簡単サポート除去」をご覧ください。

アジリスタの水溶性サポート材

造形した後は、サポート材を除去して最終の形状に仕上げます。一般的な3Dプリンタは、この除去作業でモデルが破損することがありました。アジリスタはサポート材が水溶性なので、水につけておくだけで簡単に除去できます。

アジリスタの水溶性サポート材

湿気に強く変形しにくい

3Dプリンタにとって、吸水による造形モデルの変形は最大の難敵です。アジリスタは水溶性サポート材を使用しているため、素材に吸水率の低い樹脂を開発。造形後の変形を最小限に抑えることに成功しました。

湿気に強く変形しにくい

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