最近のFDM方式の3Dプリンターは造形時の失敗を無くす取り組みが非常に多く取り入れられています。
それはフィラメントの無駄をなくすと言う側面もありますが、失敗しなければまた1から作り直す必要もないので時間の節約にもなります。
では一体どうすればデータの不備は別として造形時における失敗を無くす為にはどうすれば良いのかと言いますと、まずはベッドの状態を把握する事と、フィラメントをスムーズにムラなく射出する事です。

ベッドが傾いていれば動いたヘッドが造形物に当たって造形物を移動させる、傾かせると言った事故が起きやすくなりますし、フィラメントの射出にムラがあれば当然、フィラメントを盛って行く量が変化しますので出来上がった造形物は変形するか、そうか失敗して山盛りのスパゲッティーをベッドの上に残す事になります。

そこで今回は、ほぼ考えられる限りの失敗対策が施された3Dプリンター「Bambu Lab X1」をご紹介致します。

2種類のビジュアル化センサー

では一体どう言った造形対策が行われているのかと言いますと、まずこの「Bambu Lab X1」のヘッドにはLiDARセンサーが搭載されています。
LiDARセンサーと言うのはレーザーを照射する事で障害物までの距離を計測し3D映像化するセンサーで、この「Bambu Lab X1」ではLiDARセンサーから得たデータと実際のスライスデータを積み上げて行った時の3Dデータとを比較する事でリアルタイムにフィラメントが射出されそしてフィラメントが正しい位置に積み上げられて行っているのかと言う事を監視しています。

更に上位機種の”Bambu Lab X1ーCarbon”はベッド全体を俯瞰的に撮影が可能な位置にカメラを設置する事で、造形中の造形物をリアルタイムで監視し、AI画像処理によって造形物がベッドから何らかの原因で動いた事やフィラメントの射出に失敗してスパゲッティー状態になっている状態を検出すると造形を停止する様にもなっており被害を最小限に抑えます。

フィラメントの射出ムラ解消

またフィラメントの射出ムラに関しては熱復帰の早いヒーターをヘッド部分に搭載しているだけでなく、チャンバー内を60°に保った状態で造形を行う工夫が搭載されています。
このチャンバー内を一定温度に保つと言うのは精度の高い3D造形を行う上でも非常に重要で、加熱されたフィラメントは冷却されて固まって行きますが、室温が10℃と24℃ではやはり冷えるスピードは違いますし、夏場にエアコンの風が直接3Dプリンターに当たっていると更に冷えるスピードは変わって来る上に急激にフィラメントが冷えると収縮して変形するのでこれも造形を失敗する原因となります。

ですがチャンバー内を密閉し一定温度に保つ事で同じスピードでフィラメント冷えますので、フィラメントの冷却スピードにムラが出て失敗すると言う事がありませんし、上位機種の”Bambu Lab X1ーCarbon”にはエアフィルターによって造形時に発生する樹脂の焦げた臭いを除去し排出する様になっています。

またベッドの傾きに関してはベッドにセンサーを内蔵し常にヘッドとの距離を計測する事でベッドとヘッドとの距離補正をかけてもしベッドが傾いていてもヘッドがベッドとの距離を一定に保って移動できる様にしている他、ベッドには重量センサーが内蔵されておりヘッドが下りて来てフィラメンを射出した際のフィラメントがベッドの方に移る、つまり射出したフィラメント分だけベッド上のフィラメントの増加を感知する事でもフィラメントの射出ムラを監視しています。

また射出ムラをなくす工夫はこれだけでなく”Active Vibration Compensation”と言う射出したフィラメントを高速振動するノズルによってフィラメントを均一にならすと言う、コンクリートバイブレーターの様な処置を行う事でもムラのない射出を行う様に工夫されていますし、更にノズルが角度を変えて移動する場所ではあえて射出するフィラメントの量を減らす事でエッジの立ったコーナー部分が盛り上がらない工夫も施されています。

4種類のフィラメントを自動切替造形

またこの3Dプリンター「Bambu Lab X1」は造形の成功率がただ高いだけではなく、3Dプリンターとしての性能の非常に優れています。

まず造形サイズは最大256mm×256mm×256mmで、120℃まで加熱可能なホットベッドと、300℃まで加熱可能なヒーターヘッドによって使用できるフィラメント素材はABSやPLA以外にPETG、TPU、ASA、PET、PA、PC、更にはカーボンやガラスファイバー、ポリマー素材なども使用可能になっており、最大4つのフィラメントをセットできるだけでなく自動的にフィラメントを変えて造形する事が出来ます。
これらフィラメントの交換はWindowsマシンやMacで動く専用アプリBambu StudioやCura、Superslicerと言ったアプリでデータは自動生成されますので何ら難しくはありませんので、もし興味を持たれた方は詳細は下記URLをご覧ください。

https://www.kickstarter.com/projects/bambulab/bambu-lab-x1-corexy-color-3d-printer-with-lidar-and-ai