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3Dプリンターもチューニングする時代に!高速化ホットエンド発売

Bambu Lab X1 および P1 シリーズ 3D プリンタ用の新しい E3D アップグレード ホットエンド。

ノズルやホットエンドなどの3Dプリンター関連部品の製造会社E3D社は、中国深圳市に本拠を置くBambu Lab社のX1及びP1シリーズの3Dプリンター向けに、互換性のあるホットエンド「ObXidian hardened tip nozzle」を発表した。耐摩耗性コンポジット材料に最適化されており流量を60%増加させる能力がある。ノズル直径は0.4mm及び0.6mmで、価格は£60(約11,000円)。Bambu Lab社のX1、X1 Carbon、X1E、P1S、P1P 3Dプリンターと互換性がある。(上部画像はBambu Lab X1およびP1シリーズ3Dプリンタ用の新しいE3Dアップグレードホットエンド。出典:Bambu Lab社)

CoreXY方式の次

Voronをはじめとするオープンソース化された3Dプリンターや中国製の3Dプリンターは、日進月歩で性能を進化させてきた。堅牢な筐体で軽いプリントヘッドを高速で稼働させるというアプローチで作られた3Dプリンターは、廉価ながら、加工速度と精度で数年前の産業用3Dプリンターに迫る性能を獲得している。

CoreXY方式は、軽いプリントヘッドを高速で稼働させることで造形速度を向上させ、その際に生じる振動を堅牢な筐体で抑え込むという設計思想で製作されている。また筐体で造形領域を覆うことで造形中の熱の問題を制御し造形品質を安定させ、ユーザー層を大きく広げた。このCoreXY方式をより強化するための考え方が、ハイフロー(高流量)だ。

ハイフローとは

ハイフローとはより大量のフィラメントを吐出口から排出し、造形する体積を増やすことを目指す。そこでE3D社はハイフローのために内部ノズルを改良し、ホットエンドの流量を 60% 増加させることに成功した。プリントヘッドが同じ速度で稼働しても、より信頼性が高く一貫した押出が期待できる上にスライサーの体積流量制限を引き上げてモーションシステムの機能を最大限に活用するなどのチューニングが可能になる。

ハイフローを実現するための3つの部品

このハイフローを支える重要部品はエクストルーダー、ホットエンド、ノズルの3つのパーツになる。

エクストルーダーは材料フィラメントをグリップし、ホットエンドに搬送する材料供給機構だ。ホットエンドは3Dプリンターのパーツの一つで、フィラメントを溶かすために加熱する役割を担う。穂とエンドが溶融した材料はノズルを経由して吐出される。ノズルが詰まると造形は失敗するし、ノズルが削れると材料が意図どおりに吐出できない。材料が円滑に搬送できないとノズルからの吐出量に影響する。

ハイフローのためのホットエンドは、円滑に材料の溶融を行い、安定的にノズルから吐出するための心臓部分と言っても過言ではない。

ObXidian 硬化チップ ノズルを備えた新しい E3D アップグレード ホットエンド。E3D経由の写真。
ObXidian硬化チップ ノズルを備えた新しいE3Dアップグレードホットエンド。E3D経由の写真。(出典:Bambu Lab社)

E3Dはホットエンドとノズルでハイフローを目指しBambuLabの初の公式パーツに

すでにBambuLab社の3Dプリンターは、業務用での導入も増えているCoreXY方式のMEX機で、造形速度にも定評があるが、E3D社はホットエンドの溶融温度を300度まで対応させ、ノズル径を大きめに取ることで従来比60%の吐出用増加を実現した。暗闇で光る蛍光フィラメントや炭素繊維配合のファイバー充填フィラメントにも対応するが、金属やセラミック充填フィラメントの吐出に利用すると短期間でノズルが摩耗する可能性があるということだ。

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