今日は熱溶解積層法式3Dプリンターの射出ノズル径変更作業の様子です。
先日のブログでも書いたように、ムトーエンジニアリングから販売されているMF-1000用ノズルは、
フィラメント径φ3.00mmに対してノズル径φ0.5mm
フィラメント径φ1.75mmに対してノズル径φ0.4mm
となぜか統一されておりません。
http://rittai.jp/do-you-know-3dprinter-nozzle-diameter/

φ0.4mmのまま使用しても良いのですが、3Dプリント時間が大幅に長くなってしまうため、φ0.5mmに改造することにしました。
※3Dプリント時間は長いけど、細かなプリントができる。
写真の通り、ノズル関連の予備パーツは色々取り揃えております。

ノズルは径が違っていても外観は全く同じように見えます、しかし内部構造は若干異なっております。
φ3.00mm用ノズルには入っていませんが、φ1.75mmフィラメント用ノズルにはテフロンチューブが入っています。テフロンチューブの寸法は外径φ3.00mm、内径φ2.00mm、つまりφ3.00のノズルを流用しつつ、φ1.75mmフィラメントがスムーズに搬送できるようにスリーブ構造を設けている感じになっています。もしφ3.00mm用の穴にφ1.75mmのフィラメントを入れてしまうと座屈が起きてしまうため、それを防いでいます。
今回は新品のテフロンチューブを1メートル購入して、まるごと交換しちゃいます。

テフロンチューブの先端はカッターで切り込みを入れて花びらのように加工します。この花びらは前の写真右上にあるホーローセット（ねじ）で固定し抜け止めとします。

ノズル筐体にテフロンチューブを組み込むと先端から飛び出てきます。
先端にはヒートブロック（アルミブロック）が取り付くため、そこに挿入されます。

ヒートブロックを組み込んだ状態です。ここから先端のノズル径を改造します。
ホームセンターに売られているφ0.5mmのドリルをピンバイスにセットして、穴をさらうだけです。φ0.1mmの差ですが想像以上に切子がでます。
弊社ではノズル径が分かるように、アルミブロックに切れ込みを入れて印にしています。φ0.5mmなので5本の切れ込み。（本当は電気ペンとかで書きたい）

最後にカートリッジヒーターとサーミスターをアルミブロックにセットして、カプトンテープ（耐熱テープ）でぐるぐる巻きにすれば改造終了です。
耐熱テープは幅5mmのものがあれば良いのですが、今回は20mmのもので巻きました。
ノズル径を変更したら、スライサー側の設定変更もお忘れななく！

弊社が使用している熱溶解積層法式3Dプリンターの1つムトーエンジニアリングのMF1050、この3Dプリンターはフィラメント径を3.00mmと1.75mmのどちらも使えるのですが、ヘッドノズルセンブリ交換が必要となってきます。それが写真の物なのですが、現在メーカーのホームページにこのノズルのノズル径が表記されておりません。以前のホームページにはノズル径が記載されていたような気がしますが、デフォルトで装着されているφ3.00mmフィラメント用のノズルはノズル径がφ0.5mmでした。
昨今弊社ではフィラメントのφ1.75mm化を進めておりまして、先日新規でメーカー純正のφ1.75用ノズルを2個ほど購入致しました。

取り付け時に色々とトラブルが発生しまして、これは別途ブログで報告致します。自社にあるパーツを駆使してなんとか取り付きました。

そして3Dプリントしたのがこちらの写真。左が従来のノズルで3Dプリントしていたこれまでの品物、右側が新しいノズルで3Dプリントした全く同じ物。
明らかに新しいノズルの方が表面が汚く精度が悪いのです。

裏側も全く同じ状態で、本来綺麗に樹脂が充填されるべき所に隙間ができており、重量計測でも約10％程度の樹脂が充填されていないことがわかりました。スライサー側で吐出量を調整して多めに出しても結果は全く同じでした。
弊社ではフィラメント径φ3.00mm用φ1.75用ともに、ノズル径はφ0.5mmという先入観を持って考えていたのですが、これが間違いでした。

ebay上で出品されている同ノズルを発見し、その品名を見て驚きました。なんとノズル径が0.4mmなのです。
試しにテストパージを行いφ0.5mmのノズルから出たサンプルと、新ノズルから出たサンプルをノギスで計測してみたところ、ちょうどφ0.1の差が出ました。つまり新ノズルはφ0.4のノズル径だったのです。
しかもこのノズル径スペックについては意地悪なことにムトーエンジニアリングホームページに一切記載されておりません。
その後スライサー側でノズル径設定を0.4mmにした所、正常に3Dプリントすることに成功。しかしφ0.5と比較して3Dプリントは遅く、時間単価的に採算性が悪いため、細かな造形が必要な時に0.4mmノズルを採用し、通常は0.5mmノズルを使用することにします。0.4mmノズルは、0.5mmのドリルを入れるだけで簡単に0.5mm化します。幸か不幸か一長一短あるφ0.4mmノズルでしたが、ちゃんとノズル径を把握しておくことは、効率良い3Dプリントや高精度な3Dプリントを実現する上でとても重要なことです。