カーボンファイバーを使って造形を試す

カーボンファイバーを使って造形を試す

今回は、カーボンファイバーが含有されたフィラメントで造形テストを行いました。

 

先に感想を言うと、「仕上がりが良く」「意外と使い易い」という結果でした。

 

もちろん色々と注意点がありますので、詳細をお読みください。

 

そもそもカーボンファイバーってなに?という方はこちらもお読みください。
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カーボンファイバー(炭素繊維)イメージ

 

今回使用したフィラメント

今回は、PA6(ナイロン)+カーボンファイバー(炭素繊維)のフィラメントを使用しました。

 

今回の造形条件

  • 樹脂:Polymide PA6+CF
  • ノズル径:0.6mm
  • ノズル温度:280℃
  • ベッド温度:80℃
  • その他:糊を使用

 

では引き続き、各項目を確認していきます。

 

①積層痕の確認

まず最初は、積層痕の仕上がりを確認してみます。

 

下記の写真は、積層ピッチ(レイヤーの高さ)が0.2mmで造形したものです。

カーボンファイバー0.2mmピッチ

見た目はマットな感じで、積層痕は目立ちませんね。

 

次は、0.3mmピッチで造形したものです。

カーボンファイバー0.3mmピッチ

これも目立っていないですね。

 

下記のように比較してみると多少分かります。
この程度であれば0.3mmピッチにして時間短縮させるのも有りだと思います。

カーボンファイバー0.2mmと0.3mmピッチの比較

ちなみに触り心地については「ざらざら」した感じでした。

 

②オーバーハングの仕上がり

下記のようなモデルを使い、オーバーハング部分の仕上がりを確認してみます。

フレキシブルフィラメントでオーバーハング部

 

出来上がったのがこちら。

カーボンファイバーオーバーハング確認用

ちなみにオーバーハング部分にサポートは付けていません。

 

ラフトを剥がして、下から見た写真がこちら。

カーボンファイバーオーバーハング確認底面

垂れもなく、積層痕も目立たない仕上がりになりました。

 

別角度の写真です。

カーボンファイバーオーバーハング確認底面2

0.6mmノズルを使っているので、底面の造形線は目立ちますね
また0.6mmノズルは、層の積み上がり具合も0.4mmと多少の違いがでると思います。

 

③サポートの仕上がり

サポートの剥がし具合や、面の粗さを見てみます。

 

サポートってなに?と言う方は、こちらも合わせてお読みください。
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今回はこちらのモデルを使います。

カーボンファイバーサポート部確認用モデル

 

造形したものがこちらです。

カーボンファイバーサポート付

見た目はだいぶ良いです。

 

サポートの除去は、「硬い」感触です。
ピンセットだと負けてしまうかもしれないので、ラジオペンチもあると良いです。

 

サポートを除去した面の写真がこちらです。

カーボンファイバーサポート除去面

面はきれいに仕上がっていました。

 

PP(ポリプロピレン)エラストマーよりも、十分に剥がしやすい感覚があります。

 

ちなみにサポートとモデルの間には「1層分」の空白層を入れています。

 

④ラフトの剥がし具合

さきほどと同様のモデルを使って、ラフトの剥がし具合を確認します。

カーボンファイバーラフト除去

結果的には、問題なくはがせました。

 

ラフトを剥がしたあとの、モデル面です。

カーボンファイバーラフト除去面

面もきれいに仕上がっていました。

 

ですが、微調整は必要になる時があります。

 

そのため、スライサーソフトは「ラフトとモデルの間隔」を調整できるものがオススメです。

 

ラフトがうまくはがせない場合は、下記も参考にしてみてください。
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ラフトが剥がれない

 

⑤造形時の注意点

カーボンファイバーフィラメントは、注意しなければならないことがあります。

 

糊の使用について

プラットフォームへの定着を安定させるために、シワなしピットという糊(ノリ)の使用をおすすめします。

 

ノズルの材質について

カーボンファイバーは、強度や剛性の向上を見込めます。

 

ところが硬い素材のため、使うたびにノズルが削れていきます。

 

そこで通常の真鍮ノズルではなく、「硬いノズル」を使用する必要があります。

  • ルビー
  • 焼入れ銅
  • タングステン

 

基本的にはメーカー推奨ノズルを使うようにしましょう。

 

硬いノズルは、一般的にも安く販売されるようになってきました。

 

ノズル径について

さきほど挙げたように、カーボンファイバーは摩擦力が強いため、ノズルが削れやすくなります。

 

そこで「ノズル径を大きくする」ことで軽減させることができます。

 

通常ノズル内には、内圧(ノズル内の圧力)がかかっており、ノズル径が小さいとより大きい圧力がかかってしまいます。

 

そこで0.6mmや0.8mmノズルを使うことがおすすめとなります。

 

まとめ

総合的な感想は、「思っていたよりも使い易い」と思いました。
次は、広い面積の造形を試したいと思います。

項目 説明
積層痕の仕上がり ・0.2mmと0.3mmピッチを比較してもさほど差がない。
・積層痕はあまり目立たない
オーバーハングの仕上がり 樹脂垂れはおきにくい
サポートの仕上がり ・サポート除去は硬め。
・面は荒れにくかった
ラフトの剥がし具合 ・きれいに剥がせる
・ラフトとモデルの間隔調整ができたほうがいい
注意点 ・糊を使用する
・ノズルの材質は硬い方が良い
・ノズル径は少し大きめが良い

 

低価格カーボンフィラメント

近年では、カーボンファイバーフィラメントが安く販売されるようになってきています。
「PLA+カーボン」「PC+カーボン」など、種類が豊富です。

 

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