温度計を使用して 3D プリンターの温度を測定するにはどうすればよいですか?
3D プリントは製造業界に革命をもたらし、複雑でカスタマイズされたオブジェクトを簡単に作成できるようにしました。 3D プリントを成功させるための重要な要素の 1 つは、プリント プロセス全体を通じて正しい温度を維持することです。ここで温度計が活躍します。私は温度計のサプライヤーとして、3D プリントにおける正確な温度測定の重要性を理解しています。このブログ投稿では、温度計を使用して 3D プリンターの温度を効果的に測定する方法を説明します。
3D プリントにおける温度の重要性を理解する
温度の測定方法を詳しく説明する前に、3D プリントにおいて温度制御がなぜそれほど重要なのかを理解することが重要です。 PLA、ABS、PETG など、3D プリンティングで使用されるさまざまな素材には、最適なプリンティングのための特定の温度要件があります。温度が低すぎると、材料が適切に流動せず、層間の接着力が低下し、最終製品が弱くなる可能性があります。逆に温度が高すぎると材料が流動しすぎて糸引き、反りなどの印刷不良が発生する場合があります。
温度はビルド プレートにも影響します。加熱されたビルド プレートは、プリントの下層を一定の温度に保つことで反りを防ぎます。これは、冷えると収縮する傾向がある ABS などの素材にとって特に重要です。
3Dプリンター用温度計の種類
3D プリンターの温度を測定するために使用できる温度計にはいくつかの種類があります。各タイプには独自の長所と短所があり、選択は 3D プリント設定の特定の要件によって異なります。
- 赤外線温度計: 非接触で対象物の温度を測定する温度計です。これらは、物体から発せられる赤外線を検出することによって機能します。赤外線温度計は素早く簡単に使用でき、手の届きにくい場所の温度を測定できます。ただし、接触温度計よりも精度が低く、物体の表面放射率などの要因の影響を受ける可能性があります。
- 熱電対: 熱電対は、一端で結合された 2 つの異なる金属で構成される接触温度計です。 2 つの金属の接合部が加熱または冷却されると電圧が発生し、その電圧を測定して温度の読み取り値に変換できます。熱電対は耐久性があり、温度範囲が広く、比較的安価です。ただし、電圧を読み取り可能な温度に変換するには温度コントローラーが必要です。
- 測温抵抗体 (RTD): RTD は、金属の電気抵抗が温度によって変化するという原理に基づいて動作する接触温度計でもあります。 RTD は熱電対よりも正確ですが、高価でもあり、応答時間も遅くなります。
当社では、以下をはじめとする3Dプリンターに適した温度計を各種取り揃えております。フランジ取り付け温度計、調整可能なスレッドマウント温度センサー、 そして固定ネジマウント温度センサー。これらの温度計は、3D プリント環境で正確かつ信頼性の高い温度測定を提供できるように設計されています。
3D プリンターの温度を測定する方法
3D プリンターの温度を測定するプロセスは、押出機の温度の測定とビルド プレートの温度の測定という 2 つの主要な部分に分けることができます。
押出機の温度測定
エクストルーダーは、印刷材料を溶かして堆積させる 3D プリンターの一部です。押出機の温度を測定するには、次の手順に従います。
- 適切な体温計を選択する: 好みと 3D プリンターの要件に応じて、適切な温度計を選択してください。迅速かつ非接触で測定する必要がある場合は、赤外線温度計が適しています。より正確で継続的なモニタリングには、熱電対または RTD の方が適している場合があります。
- 体温計を準備する: 接触型温度計を使用している場合は、正しく校正されていて、温度コントローラーに接続されていることを確認してください。赤外線温度計を使用している場合は、押出機の材料に適切な放射率値に設定します。
- 温度計の位置を決める: 接触式温度計の場合は、慎重にエクストルーダーに取り付けてください。発熱体またはノズルにしっかりと接触していることを確認してください。赤外線温度計の場合は、数インチの距離から押出機のノズルに向けます。
- 測定してみよう: 温度計を所定の位置に設置したら、測定値が安定するまで待ちます。温度測定値を記録します。温度が一定に保たれるように、印刷プロセス中の異なる時間に複数の測定を行うことをお勧めします。
ビルドプレート温度の測定
ビルド プレートは、3D プリントが作成される表面です。ビルド プレートの温度を測定するには、次の手順に従います。
- 温度計を選択してください: エクストルーダーの温度を測定するのと同様に、ビルドプレートに適した温度計を選択します。正確な測定を保証するには、通常、ビルド プレートには接触型温度計が推奨されます。
- 温度計を置く: 接触型温度計を使用する場合は、ビルド プレート上に置きます。平らで表面にしっかりと接触していることを確認してください。小さなテープを使用して所定の位置に固定できます。
- 温度を測定する: 温度計の測定値が安定するまで待ち、温度を記録します。繰り返しになりますが、ビルド プレート上のさまざまな場所で複数の測定を行い、温度が表面全体で均一であることを確認します。
正確な温度測定のためのヒント
- 較正: 正確な測定を保証するために、定期的に温度計を校正してください。ほとんどの温度計には校正手順が付属しており、その手順に注意深く従うことが重要です。
- 干渉を避ける: 温度を測定するときは、測定値に影響を与える可能性のある熱源や冷気の源が近くにないことを確認してください。たとえば、温度計をファンやその他の冷却装置から遠ざけてください。
- 表面をきれいにする: 測定を行う前に、エクストルーダーまたはビルドプレートの表面をきれいにして、破片や残留物を取り除きます。これにより、温度計が確実に接触し、正確な測定値が得られます。
結論
3D プリントを成功させるには、正確な温度測定が不可欠です。適切な温度計を選択し、適切な測定手法に従うことで、3D プリンターが最適な温度で動作し、高品質のプリントが得られるようになります。温度計のサプライヤーとして、当社はお客様に最高の製品を提供し、3D プリンティングのニーズに対応するサポートを提供することに尽力しています。ご質問がある場合、または 3D プリンターに適した温度計の選択についてサポートが必要な場合は、調達に関するご相談を承りますので、お気軽にお問い合わせください。
参考文献
- I. ギブソン、DW ローゼン、B. スタッカー (2010)。積層造形テクノロジー: デジタル製造を指示するためのラピッド プロトタイピング。シュプリンガーのサイエンス＆ビジネスメディア。
- N. ホプキンソン、R. ハーグ、およびディケンズ首相 (2006)。ラピッドマニュファクチャリング: デジタル時代の産業革命。ジョン・ワイリー＆サンズ。
