3Dプリンタのノズルの選択についての考察とTrianglelabが取り扱うノズルの紹介。主にV6タイプに言及しています。
3Dプリンタを扱ったことがない方でも読めるような内容になっています。主に3Dプリンタをいじっていない人向けに、「へぇ」って読めることを心がけた記事となっております。
ノズルは消耗品
3Dプリンタを長期利用するとメンテナンスが必要になりますが、一番交換頻度の高い部品は、実際に溶かした素材を印刷面に印刷するためのノズル(ペンみたいな形状)です。数年前に比べると選択肢が増えたと思います。
ノズルのタイプ、スペック
ノズルは規格がありこのページではV6というタイプを扱っていますが、プリンタ(のヒートブロック)によってことなります。更にノズルの径が複数あります。概ね0.2mm/0.4mm/0.6mm/0.8mm/1.0mmのノズル径サイズが販売されています。家庭用プリンタには標準では0.4mm径のノズルが装着されています。
ノズルの素材
ノズル自体の素材も様々なタイプがあります。家庭用のプリンタには真鍮ノズルが装着されていますが、近年は高温での印刷や、カーボンフィラメントなどの混ぜ物が入った素材を刷可能な機種が増えてきました。真鍮は概ね300℃までの利用の為それ以上だと高温対応した素材が必要になります。混ぜものが入っている場合はノズルが削れるのでノズル先端の硬度が必要になってきます。
ノズルの先端は、ルビーやダイヤモンドのものが高級なノズルとして存在します。硬質なため真鍮ノズルだと2kgくらいでだめになってしまう素材を印刷してもほとんど削れません。近年は硬化鋼ノズルを標準装着している3Dプリンタもあります。
最近のトレンドとTrianglelabのノズル
複数の素材を組み合わせた素材が増えてきたように思えます。またカーボン堆積を回避するようにニッケルメッキがかかっていたりコーティングされている高機能なノズルが増えてきました。硬化鋼ノズルが耐久温度と耐久性を鑑みると安価でよいのですが熱伝導率低くプリント設定を変更しないとうまく印刷できなかったりします。自分はずっとルビーノズル(真鍮)を使っていましたが、最近のおすすめはこのタングステンのノズルです。
- 真鍮ノズル /Brass(約320円)
- 硬化鋼ノズル /Hardened Steel(約1,300円)
- 硬化鋼ノズル+銅合金 /Hardened Steel + copper alloy(約2,600円)★
- 硬化鋼ノズル+コーティング /Hardened Steel + DLC nano-coating(約3,000円)
- タングステンノズル+銅合金+ニッケルメッキ (約8,700円)★
- タングステンノズル+銅合金+ニッケルメッキ+コーティング (約9,500円)
- ルビーノズル+真鍮(約8,500円)
- ルビーノズル+銅合金(約10,500円)
- ダイヤモンド+銅合金+ニッケルメッキ(約14,000円)
- ダイヤモンド+銅合金+ニッケルメッキ(約14,000円)★
★がついているモデルは比較的新しいモデルです。
全てではないですが色々つかってきました。PLAメインで、色々な混ぜ物があるものを印刷したりたくさん印刷する場合は、安い真鍮ノズルを使い捨てるか、できるだけ長く利用できるタングステンノズル以下の高級ノズルを利用するのが良さそうです。
たくさんの印刷物を作り続けるためには、ノズル周りで不具合が出ないようにしておくとよいです。ある程度コストをかけられる場合は予備のノズルをいくつかストックしておきすぐに生産再開できるようにしておくほうが良いです。(高いノズルは勿体ないですが少し時間かけても復旧しない場合は破棄するなど)
自分の場合は、ルビーノズルなど使い捨てではないノズルを使い、定期的なcoldpullによるメンテナンスと、半年~1年未満での入れ替えを行っています。機材が10台とかあると1本1万円のノズルでも10万円を超えてきてしまうのは運用をどのようにするのがよいのか悩むところです。