3Dプリンターを購入したばかりの方、あるいは複雑なデザインの3Dプリントを考えている方は、まずはテストプリントから始めることが不可欠です。テストプリントを行うことで、お持ちのプリンターが高性能かどうかに関わらず、その性能を実際に確認し、うまくいかないプロジェクトに時間と材料を無駄にしてしまうことを防ぐことができます。
テストプリントを行うことで、プリンターがオーバーハング、穴、サポートをどのように処理するかを分析し、温度、速度、レイヤーの高さ、リトラクションなどの設定が3Dプリンターやフィラメントに最適かどうかを知ることができます。また、テストプリントを使用して、高速プリンターの速度を確認することもできます。プリンターのテストにはどのモデルでも使用できますが、テスト目的に特化したモデルもいくつかあります。以下では、3Dプリントに最適なテストモデルを6つご紹介します。
1. 3Dベンチ
3D Benchyは、3Dプリンターの性能をテストできる最も人気のあるベンチマークツールの一つです。Creative Toolsが開発したこのツールは、3D Benchyの公式サイトから入手できます。公式サイトには、Thingiverse、Printables、Cults3Dなど、様々なSTLファイル共有サイトがリストアップされており、いずれかのサイトをクリックするだけでアクセスできます。
公式サイトからファイルをダウンロードしたら、設定を調整せずにそのまま（1:1スケールで）印刷してください。複雑なデザインのため、マシンのトラブルシューティングや調整に最適です。サイズが小さいだけでなく、3Dプリンターが橋をどのように処理するかをテストするために、さまざまな角度のオーバーハングが付いています。
さらに、モデルの円形の穴、長方形の窓、デザインの各セクションには特定のサイズがあり (パンフレットに記載されているとおり)、3D プリント後にモデルを測定して、3D プリンターの精度を確認する必要があります。
また、表面が滑らかか、粗い表面や汚れがあるかなど、印刷の全体的な品質をチェックすることで、3D プリンターが温度と冷却をどのように制御しているかをテストし、問題を解決するためにスライサーの設定を調整することもできます。
内部から上部に突き出ている小さな穴と車輪のような形状は、機械が微細なディテールや複雑なデザインをどのように処理するかをテストする上で不可欠です。3Dプリンターが正しく設定されていれば、これらの部分は問題なく出力されますが、問題がある場合は穴が予想よりも小さくなることがあります。
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3Dスライサーの穴の設定を確認し、穴が隠れていたり、見えにくかったりしていないか確認してください。例えば、 Curaの「すべての穴を削除」オプションのチェックを外すと、穴は削除されません。
2. キャリブレーションキューブ
XYZキャリブレーションキューブは、 3Dプリンターの寸法精度を調整するのに役立ちます。各辺が20mmといった正確な寸法になっています。印刷後、ノギスなどの測定ツールで寸法を測定し、意図したサイズになっているかどうかを確認する必要があります。これにより、ステッピングモーターの動作精度がわかります。印刷物のサイズがデジタルファイルのサイズと大きく異なる場合は、このテストプリントを使用して問題を解決する必要があります。
このモデルを印刷するには、以下に示すように、スライサーで適切な方向に配置し、文字が測定している軸と平行になっていることを確認する必要があります。
ほとんどの場合、モデルは正しい方向を向いてインポートされます。3Dプリント後、3辺を測定し、値を記録してください。
次に、スライサーの長さ、幅、高さの値を比較し、それらが同じ範囲内にあるかどうかを確認します。
サイズが大きく異なる場合は、ほぼその範囲に達するまで機械を微調整する必要があります。機械のキャリブレーションが適切に行われているかどうかを確認するだけでなく、押し出し不足や押し出し過剰、さらにはミリメートル単位の段差に関する問題を特定するのに役立ちます。
3. オールインワン3Dプリンターテスト
名前の通り、オールインワン3Dプリンターテストでは、3Dプリンターがオーバーハング、サポート、穴テスト、温度、さらにはブリッジなど、様々なデザインをどのように処理するかをテストします。ファイルをダウンロードしてスライスした後、デザイナーはサポートなしの100%インフィルの使用を推奨しています。
3Dプリント後は、モデルの各パーツを検査し、マシンがどのように処理するかを確認する必要があります。これにより、どのパーツに問題があるかを特定し、どのような対処をすべきか判断できるようになります。
たとえば、私の場合、デザインのいくつかのセクションで糸引きが見られましたが、この問題を解決するには、引き込みと温度の設定を調整する必要がありました。
この印刷により、デザインの穴や壁がどのように 3D プリントされるかを理解するのにも役立ち、速度、温度、その他の設定を変更して、正確にプリントされるようにすることができます。
4. 引き込みテスト
リトラクションテストモデルは、3Dプリンターがフィラメントをノズルの端から端まで移動させる際に、フィラメントをどのようにノズルに引き戻すかをテストするのに役立ちます。リトラクション設定が正しく設定されていない場合、糸引きが発生します。糸引きとは、下図のように、細いフィラメントの糸がデザイン上に蓄積される現象です。
糸引きが発生する場合は、スライサーの引き込み速度を調整する必要があります。ほとんどの場合、フィラメントが素早く引き込まれ、プリント ヘッドの移動時にフィラメントが漏れ出す時間がないように、速度を少し上げる必要があります。
引き込み速度を上げてみても糸が出る場合は、引き込み距離も長くしてみてください。私の場合は速度だけ上げましたが、タワーの先端が少し影響を受けたものの、特に問題なく出ました。
5. スマートコンパクト温度校正タワー
スマートでコンパクトな温度キャリブレーションタワーは、 3Dプリンターとフィラメントのキャリブレーションに役立ちます。異なる温度でのプリント品質を評価し、フィラメントに最適な温度範囲を決定できます。デザイン内の温度セグメントは徐々に上昇するため、各セクションがどのように3Dプリントされたかを簡単に把握できます。
デザイナーは、充填率15%、解像度0.2mmでプリントすることを推奨しています。サポート材は使用しないでください。3Dプリント後にデザインを分析し、温度設定を調整してください。
6. 流量校正プリント
フローレートキャリブレーションプリントは、3Dプリンターのフローレートをキャリブレーションするのに役立つテストプリントです。フローレートとは、エクストルーダーがノズルからフィラメントを押し出す速度のことで、1秒あたりのミリメートル単位で測定されます。これはプリントの品質と印刷速度に影響を与えます。フローレートが低いと速度が低下し、より精細なディテールのプリントが得られます。一方、フローレートが高いと3Dプリント時間は短縮されますが、高すぎると過剰押出などの問題が発生する可能性があります。
にじみ、過剰押し出し、印刷品質の低下などの問題が発生した場合、このテスト モデルを 3D 印刷し、それを使用して問題のトラブルシューティングを行うことが重要です。
上記は、利用可能な数多くのテストプリントのほんの一部です。トラブルシューティングしたい問題が明確であれば、適切なデザインを選んでテストに使用できます。しかし、マシンの様々な側面を全体的に把握したい場合は、シンプルなキューブから始め、3D Benchyのような複雑なデザインを経て、すべてを網羅したオールインワン3Dプリンターテストに移行できます。これらのテストプリントのほとんどは数分から数時間で完了するため、時間や材料を無駄にすることはありません。
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サミー・エカランは、Tom's Hardwareのフリーランスライターです。3Dプリントのチュートリアルやガイドに関する執筆を専門としています。彼の作品は、Makeuseof、All3dp、3Dsourcedなど、様々な出版物に掲載されています。
