ほとんどのプリンターはプリントヘッドを1つしか搭載していませんが、中には2つ搭載しているものもあります。では、シングルプリントヘッドとデュアルプリントヘッドのどちらが良いのでしょうか？予算に余裕があれば、ほとんどの場合、プリントヘッドを1つよりも2つ搭載する方が良いでしょう。実際、近年、デュアルプリントヘッド搭載の3Dプリンターはますます普及しており、シングルプリントヘッド搭載のプリンターを置き換える傾向さえ見られます。
デュアルヘッド 3D プリンターがトレンドになりつつあるのはなぜですか?
2色印刷または混合素材印刷
デュアル プリントヘッドを使用すると、同じプリントヘッドで 2 つの異なる色または種類のフィラメントを使用できるため、より複雑でカラフルなオブジェクトの印刷が可能になります。
2色印刷は珍しくありません。プリントヘッドが1つしかない場合でも、フィラメントを手動で交換することで同様の効果を得ることができます。しかし、 ABSとTPUを用いた軟質／硬質複合素材の印刷など、同じオブジェクトに異なる素材を使用する場合、フィラメントを手動で交換するのは非常に面倒で、2つの素材の最適な設定が異なるため、印刷に失敗する可能性が高くなります。リスクを負って手間をかけるよりも、別々に印刷してから接着する方が賢明です。
一方、デュアルヘッド プリンタを使用する場合、スライサー ソフトウェアで各プリントヘッドに対して異なるパラメータを直接設定できるため、1 回の印刷ジョブでデュアル マテリアル印刷を完了できます。
個別サポートまたはPVAサポートの組み合わせ
剥離可能なサポート材は、層間接着力と機械的脆性が低いため、わずかな力で剥がすことができます。取り外し可能な（または「ブレイクアウェイ」）サポート材を容易に印刷できることは、おそらく多くの人がデュアルヘッド3Dプリンターを購入する主な理由でしょう。時間が限られている場合、ブレイクアウェイサポート材はPVAサポート材よりも取り外しやすく、印刷物の寸法精度を維持し、高品質な表面仕上げを実現します。
可溶性材料は、水やその他の溶剤に溶ける材料です。最も一般的に使用されているのはPVA（ポリビニルアルコール）です。PVAは水分に非常に敏感で、水に触れると分解します。この特性を利用して、PVAはサポート材として使用され、届きにくい形状を埋め、液体を浸透させることができます。印刷後、印刷物を水に浸すとサポート材が溶解し、滑らかな印刷面が得られます。
追加機能
デュアルプリントヘッドは、バックアップモードなどの追加機能も可能にします。シングルプリントヘッド印刷では、片方のプリントヘッドが故障したり、目詰まりしたり、ケーブルが切れたりした場合でも、もう片方のアイドル状態のプリントヘッドが引き継ぎ、残りの印刷を完了します。これにより、全体的な稼働時間と信頼性が向上します。
スライス ソフトウェア アプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮します。
部品をコピーしてデュアルノズルシステムを構築するのは機械的には簡単ですが、真の課題はソフトウェアにあります。デュアルノズルの普及は、スライシングソフトウェアの改良と密接に関連しています。スライシングアルゴリズムは、デュアルノズルの移動と後退を最小限に抑えるための最適なツールパスを計画する能力が向上しています。また、各ノズルで印刷する異なるモデルパーツをより適切に割り当てることで、ノズルの使用率を最大化し、アイドルノズルを最小限に抑えます。これらのソフトウェアの進歩により、デュアルノズルはより使いやすく信頼性の高いものとなり、普及が進みました。
デュアルノズルの欠点
3Dプリント業界の発展に伴い、デスクトッププリンターはより経済的で使いやすくなりました。デュアルプリントヘッドは多くの低価格製品に標準装備されるようになり、より多くのユーザーがデュアルプリントのメリットを享受できるようになりました。しかし、デュアルプリントヘッドにはいくつかの欠点もあります。
•クロスコンタミネーションと衝突： 2色印刷では、アイドル状態のプリントヘッドから残留熱によりインクが漏れ、印刷物の上を滑る際に汚染を引き起こす可能性があります。ノズルの位置が低すぎると、印刷物に衝突する可能性もあります。
• メンテナンスの増加:ホットエンドの数が 2 倍になると、紙詰まりや詰まりが発生した場合に検査、クリーニング、交換する必要がある部品の数も 2 倍になります。
• 造形体積が比較的小さい：プリントヘッド自体がX軸方向に一定の長さを占めるため、プリンタのフレームサイズが同じであれば、デュアルプリントヘッドプリンタの造形体積はシングルプリントヘッドプリンタよりも小さくなります。これは、シングルプリントヘッドからデュアルプリントヘッドにアップグレードする場合に特に顕著です。
メンテナンスや堆積といった欠点は避けられないかもしれませんが、交差汚染や衝突の問題は対処可能です。最も一般的なアプローチは、スライサーにリトラクション機構を組み込み、移動中にノズル内のフィラメントを一時的にねじることで漏れを防ぐことです。
もう一つのアプローチは、メインタワー（メインの印刷ジョブと同時に別のオブジェクトを印刷する）を使用することです。これにより、印刷ジョブ自体ではなく、非アクティブなノズルが材料の滲み出しや漏れを除去できる場所が確保されます。同様のソリューションとして、印刷ジョブを囲み、ノズルがジョブに近づくと滲み出した材料を拭き取る滲み出しシールドがあります。
漏れ防止カバー（出典：IceSL）
一部のプリンターには、ノズルと同じ高さにワイピング装置が本体に直接取り付けられており、ノズルが装置を通過する際に残留物を拭き取ることができます。シンプルで実用的です。
Snapmaker J1s ノズルワイピング装置
しかし、これでは衝突の問題は解決されず、マテリアルタワーや防曇フードは時間と材料の使用量を増加させます。対照的に、非稼働ノズルを機械的に上昇させる方が汎用性が高いようです。例えば、Snapmakerデュアルノズルモジュールは、モーターを使用してノズルを自動的に上下させることで、汚染や衝突を回避し、迅速かつ静かにノズルを切り替えることができます。
ついに究極のソリューションが登場しました。IDEX （Independent Dual-Head）3Dプリンターです。その名の通り、2つのプリントヘッドが独立して動作します。片方のプリントヘッドで印刷している間、もう片方のプリントヘッドは加熱することなく隅に固定できます。両方のプリントヘッドが動作しているときは、互いに干渉することなく独立して印刷できます。さらに、滲出液の影響をさらに軽減するために、IDEXプリンターはデュアルヘッド印刷中でもワイピング装置、リトラクション装置、パッキングタワーを使用することができます。
独立型および従属型デュアルノズルシステム
通常のデュアルノズルモジュールと比較して、IDEX にはいくつかの利点がありますが、メーカーとユーザーにとっていくつかの課題もあります。
アドバンテージ
•汚染と衝撃を最小限に抑える：デュアルヘッド印刷では、アイドル状態のプリントヘッドはアクティブなプリントヘッドと一緒に移動せず、コーナーに留まります。次の印刷ジョブの前に、ワイピング装置またはフィラータワーを使用して、滲み出た物質を拭き取ることができます。そのため、IDEXは滲み出しによる汚染と衝撃の問題を効果的に排除します。
•鏡像印刷とコピー印刷：IDEX印刷機は、2つの鏡像または同一のオブジェクトを同時に印刷できるため、生産性が2倍になります。これは、チェスの駒などの小型製品の大量生産に非常に役立ちます。
•軽量、高精度: 機械的に接続されたデュアル プリントヘッドと比較すると、IDEX プリンターのシングル プリントヘッドは軽量で、動きが速く、浮遊質量が少なく、精度が高くなります。
欠点
•製造の難易度が高い: 個々のノズルフレームとノズルを正確に位置合わせするには、厳格な製造および組み立て公差が必要です。
•より困難なキャリブレーション：キャリブレーションはIDEXプリンターの設計における最大の課題の一つです。2つの独立したプリントヘッドは、ベッドだけでなく、X、Y、Z軸についても相互にキャリブレーションを行う必要があります。キャリブレーションが不十分だと、層の密着性が低下し、ひび割れや印刷物の破損につながる可能性があります。
•コストが高い：IDEXプリンターは、ソフトウェア開発コストが高いだけでなく、各プリントヘッドのモーターやサポートなど、ハードウェア面でも独立または半独立したモーションシステムを必要とします。X軸を共有しない場合は、追加のリニアガイド、リードスクリュー、またはベルトも必要になります。これらの要因により、IDEXプリンターは通常のデュアルヘッドプリンターよりも高価になります。
シングルノズル、デュアルノズル モジュール、および IDEX独立デュアルノズル システムの選択方法。
選択する際に考慮すべき事項は次のとおりです。
シングルノズル
•最もシンプルで経済的な選択
•校正とメンテナンスが簡単
•印刷は単色・単素材に限定
デュアルノズルモジュール
•フィラメントの無駄を大量に発生させることなく、2色印刷または2材料印刷が可能です。
•溶解性および取り外し可能なサポートが可能
•コストは単一のノズルよりも高くなります
•潜在的な衝突リスクとアイドル漏れの問題
•キャリブレーションが比較的面倒
IDEX独立型デュアルスプレーヘッド
•同一画像または鏡像の印刷速度が2倍になります
•フィラメントの無駄を最小限に抑えた 2 色印刷またはマテリアル印刷。
•溶解性および取り外し可能なサポートが可能
•衝突や漏れのリスクが最小限
•最もコストが高く、校正が必要
一般的に、アマチュア印刷では1つのプリントヘッドで十分です。2色印刷が必要な場合や、サポート材の除去を容易にしたい場合は、デュアルプリントヘッドシステムを検討してください。高度な用途や速度が必要な場合は、予算に余裕があれば、IDEXシステムが理想的な選択肢となるかもしれません。夢の印刷方法が見つかることを願っています！
-お問い合わせ-
SanDiMa は3D プリントだけではなく、「 3D プリント製造」 、「 3D スキャン サービス」、「 空間 3D スキャン サービス」という 3 つの主要な OEM サービスも提供しています。
私たちのファンページをフォローして最新ニュースを入手してください:
フェイスブック: https://www.facebook.com/3dmart.com.hk/
インスタグラム: https://www.instagram.com/3dmart
リンクトイン: https://www.linkedin.com/company/3dmart/
参考文献