Support)フィラメント溶融方式の3Dプリンターでは、下層よりフィラメントを積み上げることで造形しますので、棚のような張り出した形状や上からぶら下がっている形状はサポートと呼ばれる構造材を下層より積み上げて印刷することにより、それらオーバーハング部の土台とします。画面上では、サポートが必要と判断される部分は赤色で表示されます。ビルドプレート上からサポートが生成できない形状では印刷したモデル上からサポートが生成されます。サポート構造はモデルを印刷した後に削除する必要があります。このとき、モデルとサポートの密着具合によっては、かなり苦労することとなります。Mega-sなどの一度の印刷で一種類のフィラメントしか使えないプリンターでは、モデルとサポートを如何に外れやすく印刷するかに苦心します。外れやすくするとオーバーハング下面は他の部分と比較にならないほど荒れた面となります。したがって、サポートを必要としない形状や、配置を考えることが重要となります。サポートを有効にするとサポート構造によりオーバーハング部の土台が出来上がる。”準備する”の画面においてサポートが必要な場所が赤く表示される。ビルドプレートからサポートできない場合は、モデル上からサポートが発生する。Structure)この設定では、どのような構造のサポートを生成するか選択します。どちらかを選択します。チェックを入れると標準とツリーの中間的な特徴を持つサポートが生成されます。こちらについては実験編にて記載します。この他、サポートタワーというのが存在します。こちらは最後の方で解説します。一般的なサポートで、オーバーハング部のサポートが必要な領域から下方に垂直な壁が生成されます。頑丈な構造で接触面積も広く安定のサポートですが、印刷されたモデル上にサポートが発生した場合は、印刷後の除去に特に苦労します。使用するフィラメント量も多く、印刷時間も長くなります。枝構造のサポートでサポートが必要な領域から真下に生成する必要がありませんので、ビルドプレート上からモデルを避けながらオーバーハングに達する可能性が高くなります。フィラメント使用量も少なく、印刷時間も短くなります。設定パラメーターも多く、複数のモデルをテーブルを配置したときなどに隣のモデルのサポートに影響を受けたりと、イメージ通りの方向に枝が伸びないためプレビューを繰り返しながら妥協点を探すことになると思います。スライスにかかる時間も長めです。Angle)枝状のサポートがとり得るオーバーハング角度を指定します。角度を大きくするとより水平方向に伸びることが出来、より遠くにあるオーバーハングを支えられるようになりますが、サポートの強度が弱まり信頼性が低下します。Distance)この設定では、オーバーハング下で接触するツリーサポートの接触点の間隔を決定します。下図では説明のため非現実的な間隔値を設定していますが、サポートの枝先端がオーバーハングの下部で、設定された間隔のグリッド状に配置され、そこから下方向に徐々に太くなっていく様子が見て取れると思います。戻すと下図のように、下に行くほどサポートがマージされ上部のオーバーハング面積より少ない面積で支えていることがわかります。Diameter)この設定では、サポートの枝の上部の太さを指定します。角度に従って下部に向かって徐々に太くなります。Angle)ツリーサポートの枝は下部に行くほど太くなりますが、これによりサポートがどんなに高くなっても安定した支持が約束されます。この設定では、太くなっていく度合いを角度で指定します。角度を大きくするとサポートが倒れにくくなり信頼性が向上します。上図では説明のためサポートが真下に伸びるよう設定していますが、通常、下図のようになるべくモデル上にサポートが乗らないようにベースプレートから生成させます。Resolution)ツリーサポートのデメリットのひとつとしてスライスに時間がかかるという事が挙げられますが、これはサポート構造が他に干渉しないように計算するためなのだそうです。ここの設定でその計算精度を下げる(数値を大きくする)と計算時間を大幅に節約できます。下図のようにサポートが段付き状の不安定なものになります。Placement)この設定ではサポートの配置をビルドプレート上からのみに限定するのか、何処にでも配置できるようにするのかを選択します。モデル上に配置すると印刷後の除去作業がより難しくなりますので、なるべくならビルドプレート上のみに限定したいところですが、これにより、サポートの必要な場所の一部がサポートされなくなります。この場合、ツリーサポートや円錐サポートで回避できますが、ツリーサポートでもサポート箇所がビルドプレートから遠い場合にはサポートが配置されません。サポート配置:全対象サポート配置:ビルドプレートにタッチサポートが必要な場所に生成することが出来ない。枝角度を大きくするにも限界があるのでサポートされない領域が発生する。Angle)ここに設定した角度以上のオーバーハングを支持するようサポート構造が生成されます。角度を小さくするとより多くのオーバーハングを支持し安定しますが、印刷時間が長くなることに加え、サポート材を剥がす作業の難易度とそれに伴うモデルの傷を考慮する必要があります。サポートオーバーハング角度:60°(デフォルト)サポートオーバーハング角度:80°サポートオーバーハング角度:45°”準備する”の画面における赤色表示もここの設定値が反映される。この設定値の角度は下図の箇所の角度を表し、その角度以上のオーバーハングがサポート材によって支持されます。設定値が60°の場合、60°から90°の範囲がサポートの対象となります。すべてのオーバーハングをサポートします。Pattern)サポート構造を七種類のパターンから選択します。インフィルパターンとよく似ていますが、選択理由の内、除去が容易かどうかのウェイトが大きくなります。ライン直線で構成されます。最下層には密着力向上のため直角方向にラインが追加されますが、高さが高くなると不安定で倒れやすくなります。この場合、サポートラインを接合したり、サポートウォールを設けることで強度を上げることは出来ますが、印刷後の除去が比較的容易というメリットがスポイルされます。ライン同士が接近していますので、オーバーハング品質は良くなります。ラインの向きが一方向に伸びますので、上面のラインの向きに注意する必要があります。組の直線で正方形のパターンを描きます。デフォルトでサポートウォールが生成されます。強い構造ですが、ライン間距離が離れているためオーバーハング品質はそれほど良くありません。除去時にサポート自体が湾曲しづらいので、取り外しが難しく感じます。度の角度で交わった3組の直線で正三角形のパターンを描きます。デフォルトでサポートウォールが生成されます。すべてのサポートパターンの中で最も頑丈です。ライン間距離が離れているためオーバーハング品質は良くありません。除去時にサポート自体が湾曲しづらいので、取り外しが難しく感じます。外側から内側に向​​かって等間隔に配置された同心状の壁で構成されます。デフォルトでサポートウォールが生成されます。壁に平行な長い直線が生成されることがあり、上面のラインの向き次第では、サポートがうまく出来ないことがあります。取り外しは比較的容易です。ジグザグラインのパターンと似ていますがデフォルトでラインの端が接続されています。連続的な直線で印刷できますので、引き戻し動作やフィラメントの押し出しを伴わない移動が少なく安定した印刷が可能です。ライン間距離が短いのでオーバーハング品質も良好です。ラインパターンと同様に1層目に直角方向のラインが追加されます。取り外しも比較的容易です。クロスボリューム全体をクロスのような形をしたパターンで描きます。連続的な線で印刷できますので、引き戻し動作やフィラメントの押し出しを伴わない移動が少なく安定した印刷が可能です。その線の長さも短く、互いが交差する部分がないので、すべてのパターンの中で一番柔軟性があります。ジャイロイド波状のラインが少しずつ角度を変えて印刷されます。どの部分を見ても空間が存在しますので、可溶性のフィラメントを使える場合は、溶媒が隅々に行き渡り溶解が簡単に行なえます。Mega-sには関係のない世界です。困るわけではありませんが、曲線で構成されるので、Gコードがとても長くなります。Count)この設定により、サポートの周囲に、入力した数の壁が追加されます。サポートの補強を目的とします。デメリットは時間と材料が余分に必要であることと、サポートの除去が少し難しくなることです。サポートのパターンによりデフォルトで壁が存在するかどうかが異なります。Lines)サポートの終端部分を互いに接続させる設定です。サポートの強度を上げるメリット以外にも1本の線で印刷できる部分が増えるので、フィラメントのフローが安定し、不必要な移動が発生しないなどの特徴がありますが、材料と時間が増えてしまいます。サポートのパターンによりデフォルトで接続されているものもあります。サポートパターン:ラインサポートライン接続:無効(デフォルト)サポートパターン:ラインサポートライン接続:有効サポートパターン:ジグザグデフォルトで接続されている。ZigZags)サポートパターンでジグザグを選択した際に設定できる項目で、サポートの終端がオープンで終わることなく必ず閉じます。サポートの強度アップが目的です。サポートジグザグ接続:有効(デフォルト)サポートジグザグ接続:無効パターンごとのデフォルトの違いを表にしてみました。Density)この設定は、サポートの密度をパーセントで指定します。密度を高くするメリットはサポートの強度アップによる信頼性の向上とサポートの線間が狭くなることによる上部のブリッジ距離の短縮です。これは上部モデルの下面のたるみを少なくします。デメリットは印刷後のサポート除去が難しくなること、印刷時間と材料が多くなることです。Distance)サポートの密度を隣接するライン間の距離で指定します。通常は密度を設定することにより自動で計算され入力されますが、上部モデルのブリッジ距離をイメージしながら設定できるので、ここに距離を直接入れるほうが感覚的には設定しやすいと思います。下図のように同じ密度でもライン間の距離は大きく異なります。Distance)ビルドプレートに接する初期レイヤーのライン間の距離を指定します。デフォルトは通常のライン間距離と同じです。距離を狭くするとビルドプレートへ密着性が向上します。変更する場合はここの設定値の倍数が通常のライン間距離になるよう設定します。これは、初期レイヤーと通常のレイヤーのラインの位置を一致させるためです。倍数で設定した場合サポートライン距離:4mm初期サポートラインの距離:2mm倍数以外で設定した場合サポートライン距離:4mm初期サポートラインの距離:3mm1層目と2層目のラインの位置がズレている。Directions)サポートのラインの向きを調整することで、サポートとモデルの接触面における互いのラインが向かい合う角度を変更出来ます。これはブリッジ距離をなるべく短く出来ることを意味します。カッコ内に複数の数字をコンマで区切ることにより、レイヤーごとに角度を変えることも出来ます。Brim)ここを有効にすると初期レイヤーのサポートエリア内にブリムが印刷されます。モデルのブリムは外側に生成されますが、サポートのブリムは内側に生成されます。モデルにブリムを設定している場合にはサポートの外側にもブリムが生成されます。ブリムを有効にする目的はサポートの密着性を向上させることです。Width)サポートブリムの幅をmmで指定します。広いほど密着性が高まります。計算されたライン数が設定されますが、直接サポートブリムの幅をライン数で指定出来ます。Distance)この設定は、サポートとモデルの境界のZ方向の隙間を指定します。上部の境界と下部の境界の両方を一度に設定できます。この隙間は印刷後のサポート除去の難易度に大きく影響する設定値です。隙間を大きく取ると除去しやすくなりますが、サポートに乗るオーバーハング下面が半端なく荒れてしまいます。倍数でしか印刷されません。0.2mmであれば、0、0.2、0.4、などの値で印刷されます。倍数に丸められています。同じ値が現実的な設定値のような気がします。Distance)サポート上面とそこに印刷されるモデル下面との隙間を指定します。Distance)サポートを印刷するモデル上面とサポート下面との隙間を指定します。Distance)サポートとモデル間のXY方向の隙間を設定します。サポートとモデルが接触して溶着することを防ぐための隙間です。大きくすると短いオーバーハングがサポートされなくなります。互いに独立して値を反映できますが、オーバーハングに角度がある場合にはどちらを優先するのかを明示する必要があります。どちらを優先するのかを指定する必要があります。X/Yが優先されますので、壁との接触は避けることが出来ますが、角度の浅いオーバーハングのサポートが不十分となります。選択するとZ方向の隙間が優先されますので、オーバーハングの角度が浅くなるほどモデルとサポートの距離が近くなり接触する可能性があります。近づくほどモデルとサポートの隙間が小さくなって接触の可能性がでてきます。これを防ぐため、最小の隙間を設定して、それ以上近づけないようにします。Height)サポートが、ある傾斜を持ったモデル上に生成される場合に、モデル上面のレイヤーによる段差にサポート下面がどのように追従するのかを設定します。倍数で制御されますので、半端な数字を入れた場合、丸められます。レイヤー高さと同じ値を指定するとモデルのステップに忠実に従い、2倍の値では2段飛ばしで、3倍の値では3段飛ばしでサポートが生成されます。小さな値のほうが、モデルとサポートの密着が良くなり安定しますが、サポートの除去がし難くなります。レイヤー高さ以上の値を与え、何段か飛ばしでサポートを生成した時に、サポート側のステップの幅が、ここの値を超えないように制限されます。この設定幅はサポートのラインが安定性を損なうこと無くブリッジできる長さ以下である必要があります。レイヤー高さ:0.2サポート階段高さ:0.8サポート階段最大幅:5レイヤー高さ:0.2サポート階段高さ:0.8サポート階段最大幅:3一段あたりの幅が3mmを超えているので制限される。よる制御が無効になります。これは、緩斜面ではステップ幅が広くなる傾向があり、ブリッジ可能な距離を超えることを防ぐために設定します。Distance)薄いサポートが隣接する場合など、それらを結合したほうが、頑丈なサポートを生成することが出来ます。形状によっては印刷時間が短縮される場合もあります。ここに設定した距離以下にある隣接したサポートが結合の対象となります。サポート接合距離:0mmサポート接合距離:6mm隣接するR部をほぼ全てつなぐため大きめの値を設定。Expansion)ここで設定した長さ分だけ、サポートがXYのすべての方向に大きくなります。幅が狭く背の高いサポートを頑丈に出来ます。設定値により拡張が制限されますのでモデルとサポートが接触することはありません。サポート同士は拡張により結合することがあります。Thickness)サポートは印刷後に除去するものですので、しっかりと上方のモデルも支えてくれるのなら美しさは必要ありません。サポートのインフィルのみを厚いレイヤー高さで印刷することにより時間を短縮できます。設定出来る値は通常のレイヤー高さの倍数です。2倍の値を与えると通常のレイヤーの2回に1回、2倍のレイヤー高さでサポートインフィルを印刷します。サポートウォールおよび、サポートインターフェースは対象外です。プレビューでは問題なく印刷できているようですが、実際にはモデル印刷時のフィラメント流量とサポートインフィル印刷時のフィラメント流量が違いすぎて、サポートインフィルの印刷開始箇所近辺の押し出し不足が頻繁に発生します。Steps)下層へ行くほどサポートインフィル密度を下げることにより、オーバーハングを支える上層は高密度を保ち綺麗な平面を実現しつつ、印刷時間とフィラメントの消費を抑えることを目的とする設定です。ここでは、段階的に変える密度のステップ数を設定します。80%に設定した例です。密度の変更が2回発生するので、3種類の密度で印刷されます。設定した値が最上部の密度で、変更されるごとに半分の密度になります。したがって、上層より80%、40%、20%で印刷されます。下図ではサポートウォール無しで描画していますが、下部の密度が低目になりやすいので、サポートウォールを生成させたほうが安心です。サポートパターンのラインや同心円などでは密度変更時に真下にラインが存在しないので、注意が必要(入力欄がオレンジになり注意が促されます)です。1以上の値を設定すると表示されます。密度を変えるタイミングをサポートインフィルの厚さで指定します。密度が切り替わった最初の層では下部にラインがないことが多く、長めのブリッジで印刷され弛みが発生しますが、複数層印刷することにより修復されます。ここの高さは十分に修復できる厚さが必要となります。Area)サポートの断面積がここで設定した面積より小さくなる時はサポートは生成されません。細長いサポートは倒れる可能性があるので、それを防ぐ目的で設定します。mm^2サポートが細くても、プレビューの世界ではうまく支えているようです。mm^2サポートが細くてオーバーハングにたどり着くまでに倒れそうな場合、サポートを無くすという選択ができます。値でサポートを結合させて補強する手もあります。後述するサポートタワーも使えます。Interface)サポートインターフェースとは通常のサポートとモデルの間に挟む高密度の層のことを指します。上部オーバーハングの下に配置されるサポートルーフと、既に印刷されたモデル上に配置されるサポートフロアがあります。サポートルーフはオーバーハング下面をより平滑にするために存在します。通常のサポート上に数層生成されるので、密度が高い割に時間の消費が少なくてすみます。Mega-sなどの印刷中にフィラメントを交換できないプリンターでは、形状によってはサポートの除去が難しくなることがあります。通常のサポートは低密度で印刷し、時間を稼ぐ。この上にモデルがくるとブリッジ距離が長いのでたるみが発生しモデル下面が荒れる。時間をあまり掛けずきれいな平面が実現できる。サポートフロアはモデル上に生成され、安定したサポートの生成に役立ちます。デュアルエクストルーダーなプリンターでは、違うフィラメントを使うことでサポート除去を簡単にできる役割もあるようですが、Mega-sには関係のない世界です。サポートインターフェースの印刷速度を遅く設定して密着力を下げるなどの工夫はできます。Roof)サポートルーフの有効、無効を個別に切り替えることができます。Floor)サポートフロアの有効、無効を個別に切り替えることができます。サポートがビルドプレート上から発生する場合はサポートフロアは生成されません。Thickness)サポートインターフェースの厚さをmmで指定します。サポートルーフとサポートフロアを同時に変更できます。Thickness)サポートルーフの厚さを個別に設定できます。サポートルーフが乗る通常のサポートは密度が低いことが多く、サポートルーフのブリッジ距離が長くなり弛みが発生しがちです。この弛みが十分に修復できる厚さを指定するとよりきれいな面ができますが、時間が掛かってしまいます。Thickness)サポートフロアの厚さを個別に設定できます。サポートルーフとは目的が違いますので、あまり厚い層は必要ない気がしています。Resolution)Curaがスライスするときには、サポートインターフェースを生成する場所を特定するために、サポートとモデルの場所を定期的に確認しているらしいですが、ここでは、その確認の頻度を設定します。大きい値を設定するとスライスの速度が早くなりますが、サポート上下のモデルが非常に薄い場合に、サポートインターフェースが生成されず、通常のサポートが印刷されることがあるようです。遭遇したことがないので、ちょっとプレビュー上で確認してみました。