こんにちは！
「太平洋3DプリンターLab」を運営している、藤川太平洋です😊
3Dプリンターで印刷していると、よく出てくる言葉があります。
それが、
サポート材
です。
名前だけを見ると、
「何かを支える材料なのかな？」
「フィラメントとは別に買う必要がある？」
「全部の印刷で使うものなの？」
と、少しわかりにくいですよね。
3Dプリンターは、何もない空中へいきなり材料を置くことができません。
そのため、下に支えがない部分を印刷するときは、造形物を一時的に支える足場が必要になります。
その足場が、サポート材です。
サポート材をうまく使えば、張り出した形や、空中に浮いたような部分も印刷できます。
ただし、使い方によっては、
- 外すのが大変
- 表面が荒れる
- 材料を多く使う
- 印刷時間が長くなる
- 細い部分までいっしょに折れる
といった問題も起こります😇
今回は、サポート材が必要な理由や種類、設定の考え方、きれいに外すためのコツなどを、はじめて使う方にもわかりやすく紹介していきます！🙌
- サポート材は、印刷中だけ使う「支え」
- サポート材は、別の材料とは限らない
- どうして空中には印刷できないの？
- サポートが必要になりやすい形
- サポートにはいくつかの種類がある
- サポートを作る場所も選べる
- サポートと造形物は、少し離して印刷される
- サポートの接触面を整える「インターフェース」
- 専用のサポート用フィラメントもある
- サポート材のメリット
- サポート材のデメリット
- サポートを減らすには、印刷する向きが大切
- パーツを分ければサポートを減らせる
- サポートが必要かどうかを確認する方法
- サポートを手動で追加・削除する方法もある
- サポートをきれいに外すコツ
- サポートを外すときは保護具も大切
- 素材によって外しやすさが変わる
- 光造形方式でもサポートは使う
- サポートは少ないほどいい？
- はじめて使うときのおすすめ設定
- まとめ：サポート材は、空中の部分を支える足場！
- 最後に
サポート材は、印刷中だけ使う「支え」
サポート材とは、3Dプリンターで造形物を作るときに、下から一時的に支えるための部分です。
完成品の一部として残すものではなく、印刷が終わったあとに取り外します。
かなりかんたんに言うと、
印刷中の造形物を支える足場
です。
たとえば、机を作る場面を考えてみましょう。
天板の下には脚があるため、下から少しずつ積み重ねても形を作れます。
一方で、空中に大きく飛び出した板を、そのまま印刷しようとするとどうなるでしょうか。
材料を置く場所の下に何もないため、押し出されたフィラメントが垂れたり、落ちたりしてしまいます。
そこで、飛び出した部分の下へ仮の柱や足場を作り、印刷中だけ支えます。
造形物が完成したら、その足場を取り外します。
これがサポート材の基本的な役目です。
サポート材は、別の材料とは限らない
「サポート材」という名前を聞くと、
「専用のフィラメントを別に買うの？」
と思うかもしれません。
しかし、多くの場合は、造形物と同じフィラメントを使ってサポートを作ります。
たとえば、PLAで小物を印刷するなら、サポート部分も同じPLAで作れます。
サポート材という名前の特別な材料が、必ず必要なわけではありません。
3Dデータを印刷用のデータへ変えるソフトが、必要な場所を判断し、造形物といっしょに支えを作ってくれます。
ただし、複数のフィラメントを使えるプリンターでは、サポート専用の材料を使う方法もあります。
これについては、あとでくわしく紹介します。
どうして空中には印刷できないの？
フィラメントを使う3Dプリンターは、熱でやわらかくした材料を、細い線として一層ずつ重ねていきます。
基本的には、
- プレートの上へ最初の層を作る
- その上へ次の層を重ねる
- さらに上へ材料を重ねる
- 少しずつ形を高くしていく
という流れです。
新しく置かれる材料の下には、前の層が必要です。
ところが、下に何もない場所へ材料を出すと、支えがないため形を保てません。
たとえば、
- 人や動物のうで
- 建物のひさし
- 箱の内側にある天井
- 横へ飛び出したフック
- 穴の上側
- 橋のようにつながった部分
などは、形や角度によってサポートが必要になります。
3Dモデルの画面ではきれいに見えても、そのまま印刷できるとは限らないわけです。
「データでは浮いているけど、現実でも浮いてくれるでしょ！」
とはなりません😂
重力は、しっかり仕事をしてきます。
サポートが必要になりやすい形
サポートが必要になるかどうかは、造形物の角度や長さ、プリンターの性能、使う材料などによって変わります。
ここでは、必要になりやすい代表的な形を見ていきましょう。
下向きに大きく張り出した部分
下から支えられていない部分が、横へ大きく飛び出していると、材料が垂れやすくなります。
このような張り出しは、一般に「オーバーハング」と呼ばれます。
たとえば、
- 棚のように横へ出た部分
- 動物のあご
- 取っ手の下側
- カバーの屋根部分
- 曲がったパイプの下側
などです。
張り出しが小さければ、前の層から少しずつ外へ広げて印刷できます。
しかし、角度が急になるほど、下側の表面が荒れやすくなります。
よく「45度」が目安として使われますが、すべてのプリンターや材料へ同じように当てはまるわけではありません。
印刷速度、冷却、層の細かさなどによって、サポートなしで出せる角度は変わります。
空中を横切る部分
柱と柱のあいだをつなぐような形は、「ブリッジ」と呼ばれます。
橋をかけるように、材料を空中へまっすぐ渡して印刷します。
短い距離なら、サポートなしでもきれいに印刷できることがあります。
しかし、距離が長くなると、
- 中央が垂れる
- 線がばらける
- 下側が荒れる
- 形がゆがむ
といった問題が起こります。
ブリッジは、サポートが必要な場合もあれば、設定だけで印刷できる場合もあります。
穴や空洞の上側
横向きの丸い穴や、大きな空洞の天井部分も、サポートが必要になることがあります。
たとえば、完全な丸い穴を横向きに印刷すると、穴の上側ほど材料を置く場所が少なくなります。
そのため、穴の上が荒れたり、少しつぶれたりすることがあります。
設計できる場合は、丸い穴を涙のような形や、上が角ばった形にすると、サポートを減らせることがあります。
土台から離れた部分
造形物の一部が、プレートや本体から完全に離れている場合も、サポートが必要です。
何もない場所から印刷を始めることはできないため、その高さまで支えを作る必要があります。
サポートにはいくつかの種類がある
サポートの形には、いくつか種類があります。
名前は使うソフトによって少し変わりますが、主に「通常型」と「木のような形」の2種類をよく見かけます。
通常型のサポート
通常型のサポートは、柱や格子のような形で、造形物の下を広く支えます。
四角い壁や台を積み上げるような見た目です。
メリットは、
- 広い面をしっかり支えやすい
- 平らな天井部分に使いやすい
- 設定がわかりやすい
- 大きな造形物にも使いやすい
という点です。
一方で、
- 材料を多く使いやすい
- 造形物へ広く接する
- 外すのに時間がかかる
- 表面へあとが残りやすい
という弱点があります。
ケースの内側や、大きく平らな天井などを支えるときに向いています。
木のような形のサポート
木のような形のサポートは、土台から枝分かれしながら、必要な場所だけを支えます。
ソフトによっては、「ツリーサポート」などと呼ばれます。
メリットは、
- 造形物へふれる場所を減らしやすい
- 材料をおさえられる場合がある
- 複雑な曲面を支えやすい
- 通常型より外しやすいことがある
という点です。
一方で、
- 細い枝が折れることがある
- 印刷中にゆれることがある
- 広い平面を支えるのが苦手な場合がある
- 形によっては印刷時間が長くなる
という注意点もあります。
曲面が多い造形物や、支える場所が点在している形に向いています。
サポートを作る場所も選べる
印刷用のソフトでは、サポートを作る場所を選べることがあります。
代表的なのは、次の2つです。
プレートから届く場所だけ
プレートから直接伸ばせる場所にだけ、サポートを作ります。
造形物の上へサポートを置かないため、完成品の表面を傷つけにくいことがメリットです。
ただし、造形物の内側や、途中の面から支えないと届かない部分には、サポートを作れないことがあります。
すべての必要な場所
プレートだけでなく、すでに印刷された造形物の上からもサポートを作ります。
複雑な形をしっかり支えられますが、完成品の表面にサポートのあとが残りやすくなります。
「全部支えれば安心！」
と思って設定すると、印刷後にサポートだらけになり、
「これ、どこから外せばいいの……？」
となることがあります😇
必要な場所だけへ作ることが大切です。
サポートと造形物は、少し離して印刷される
造形物とサポートを完全にくっつけてしまうと、印刷後に外せなくなります。
そのため、一般的には造形物とサポートのあいだへ、わずかなすき間を作ります。
このすき間が大きいと、サポートは外しやすくなります。
しかし、支えが遠くなるため、造形物の下側が垂れたり、荒れたりしやすくなります。
反対に、すき間を小さくすると、下側の表面はきれいになりやすいです。
しかし、サポートが強くくっつき、外しにくくなります。
外しやすさと表面のきれいさをうまく両立できる設定にするのがコツです。
最初はプリンターやソフトに用意された標準設定を使い、問題があるときだけ少しずつ調整するのがおすすめです。
サポートの接触面を整える「インターフェース」
サポートの上側には、造形物をより安定して支えるための、少し密な層を作ることがあります。
この部分は「サポートインターフェース」などと呼ばれます。
通常のサポートは、材料を節約し、外しやすくするために、すき間の多い形で作られます。
しかし、そのままでは造形物をきれいに支えられないことがあります。
そこで、造形物へふれる直前だけ、少し細かく材料を並べます。
これにより、
- 下側の表面を支えやすくなる
- 材料の垂れを減らせる
- 広い面を安定させやすくなる
というメリットがあります。
ただし、密度を上げすぎると、造形物へ強くくっついて外しにくくなります。
専用のサポート用フィラメントもある
複数の材料を使える3Dプリンターでは、造形物とは別のフィラメントでサポートを作ることがあります。
サポート専用のフィラメントには、大きく分けて次のような種類があります。
はがしやすいサポート用フィラメント
造形物の材料とは強くくっつきにくく、印刷後にはがしやすいように作られた材料です。
サポート全体ではなく、造形物へふれる部分だけに使うこともあります。
これにより、
- サポートを外しやすい
- 下側の表面をきれいにしやすい
- すき間を小さく設定できる
というメリットがあります。
ただし、材料を切りかえるたびにフィラメントを入れかえるため、印刷時間や材料の使用量が増える場合があります。
水などで溶かせるサポート用フィラメント
特定の液体で溶かせる材料を、サポートとして使う方法もあります。
手や工具が入りにくい場所でも、液体へつけてサポートだけを取り除けることがメリットです。
複雑な内部構造や、細いすき間がある形に向いています。
ただし、
- 材料が高いことがある
- 湿気へとても弱いものがある
- 保管や乾燥が重要
- 造形物の材料との相性がある
- 溶かしたあとの液体を正しく処理する必要がある
といった注意点があります。
専用材料を使えば、何でもかんたんになるわけではありません。
サポート材のメリット
サポートを使う主なメリットは、次のとおりです。
複雑な形を印刷できる
サポートがあれば、下に支えのない部分も印刷できます。
設計の自由が広がり、張り出しや空洞がある形にも挑戦できます。
印刷の失敗を減らせる
下向きの面をしっかり支えることで、材料の垂れや形のくずれを減らせます。
サポートなしでは途中で失敗する形でも、安定して印刷できる場合があります。
部品を一体で作れる
サポートを使わない場合、複雑な形をいくつかの部品へ分ける必要があります。
サポートを使えば、分けずに一体で印刷できることがあります。
接着や組み立てを減らせる点は、大きなメリットです。
サポート材のデメリット
便利なサポートですが、増やせば増やすほどよいわけではありません。
材料を多く使う
サポートは完成後に捨てる部分です。
多く使うほど、必要なフィラメントの量が増えます。
造形物よりサポートのほうが大きい、ということもあります。
印刷時間が長くなる
サポートも造形物といっしょに印刷するため、そのぶん時間がかかります。
複雑な形では、サポートを加えたことで印刷時間が何時間も増える場合があります。
表面が荒れやすい
サポートへふれていた部分は、ほかの面より荒れやすいです。
積み重ねた線が乱れたり、サポートのあとが残ったりすることがあります。
見える場所の表面をきれいにしたい場合は、印刷する向きも重要です。
外すときに壊すことがある
サポートが強くくっついていると、外すときに造形物まで折れることがあります。
とくに、
- 細い突起
- 薄い壁
- 小さな文字
- 細かな装飾
- 穴の内側
などは注意が必要です。
無理に引っぱらず、少しずつ取り外しましょう。
サポートを減らすには、印刷する向きが大切
同じ3Dモデルでも、置く向きを変えるだけで、サポートの量が大きく変わります。
たとえば、L字の部品を考えてみましょう。
向きによっては、横へ飛び出した部分の下へ大きなサポートが必要です。
しかし、部品を回転させれば、プレートからそのまま積み重ねられる場合があります。
印刷前には、
- どの面を下へ向けるか
- 見える面にサポートがふれないか
- 強い力がかかる向きはどこか
- サポートを外すためのすき間があるか
- プレートへ安定して置けるか
を確認しましょう。
ただし、サポートを減らすためだけに向きを変えると、造形物の強さが落ちる場合があります。
3Dプリンターで作ったものは、積み重ねた層の向きによって強さが変わるためです。
サポートの少なさ・表面のきれいさ・造形物の強さ
この3つを考えながら、向きを決めることが大切です。
パーツを分ければサポートを減らせる
複雑な形を、ひとつのまま印刷する必要はありません。
サポートが多くなる場合は、モデルをいくつかのパーツへ分ける方法があります。
たとえば、
- 本体とふたを分ける
- 持ち手だけ別にする
- 左右へ分ける
- 前と後ろへ分ける
- 平らな面で切り分ける
といった方法です。
分けたパーツを、それぞれ印刷しやすい向きへ置けば、サポートを大きく減らせることがあります。
ただし、印刷後には接着や組み立てが必要です。
また、つなぎ目が目立つこともあります。
サポートを使って一体で作るか、分けてきれいに印刷するかは、造形物によって考えましょう。
サポートが必要かどうかを確認する方法
印刷用のソフトには、サポートが必要になりそうな場所を表示する機能があります。
3Dモデルを読みこんだあと、張り出し部分を色で確認できることがあります。
また、印刷前の確認画面では、
- サポートがどこに作られるか
- どれくらいの高さになるか
- 造形物へどのようにふれるか
- 材料をどれくらい使うか
- 印刷時間がどれくらい増えるか
を確認できます。
自動で作られたサポートを、そのまま使うだけでなく、
「ここは本当に必要？」
「この場所は外せる？」
「向きを変えたほうがよくない？」
と確認する習慣をつけましょう。
サポートを手動で追加・削除する方法もある
ソフトが自動で判断したサポートが、いつも正しいとは限りません。
必要のない場所へ大量に作られたり、反対に必要な場所へ作られなかったりすることもあります。
多くのソフトでは、
- サポートを作りたい場所を指定する
- サポートを置きたくない場所を指定する
- 特定の部分だけ支える
- サポートの形を手動で追加する
といった調整ができます。
たとえば、
「この部分は短い橋だから、サポートなしで大丈夫」
「この細い先端だけは、支えがほしい」
という調整ができます。
最初は自動設定でも問題ありません。
慣れてきたら、必要な場所だけへサポートを置くと、材料や時間を減らせます。
サポートをきれいに外すコツ
印刷が終わったら、造形物を傷つけないようにサポートを外します。
まず大きな部分から外す
外側にある大きなサポートから、少しずつ外していきます。
いきなり細かな部分へ工具を入れると、造形物を傷つけることがあります。
無理に引っぱらない
強く引っぱると、造形物の薄い部分や細い突起まで折れるおそれがあります。
動かない場合は、別の方向から少しずつ外しましょう。
工具を使い分ける
サポートを外すときには、
- ニッパー
- ラジオペンチ
- ピンセット
- デザインナイフ
- 小型のヤスリ
などが役立ちます。
ただし、刃物や先の細い工具を使うときは、手を切らないように注意してください。
造形物へ向けて力を入れず、自分の手や体から離れる方向へ動かしましょう。
細かなあとを整える
サポートを外したあとは、表面に小さな出っぱりや荒れが残ることがあります。
必要に応じて、
- ニッパーで切る
- ヤスリで整える
- ナイフで少しずつ削る
- パテなどで表面を整える
といった仕上げを行います。
サポートを外すときは保護具も大切
サポート材は、外すときに小さな破片が飛ぶことがあります。
硬いPLAやPETGでは、折れた部分が勢いよく飛ぶこともあります。
そのため、
- 保護めがねを使う
- 手袋を使う
- 顔を近づけすぎない
- 人や動物が近くにいない場所で作業する
- 飛んだ破片をきちんと片づける
といった対策がおすすめです。
とくにニッパーで切るときは、切った破片が思わぬ方向へ飛びます。
目に入らないよう、気をつけて作業しましょう。
素材によって外しやすさが変わる
同じ設定でも、使うフィラメントによってサポートの外しやすさは変わります。
PLA
比較的パキッと外しやすいことがあります。
ただし、細い部分は造形物ごと折れる場合があります。
PETG
層どうしが強くつながりやすいため、サポートも強くくっつくことがあります。
すき間や接触面の設定が重要です。
TPU
柔らかいため、サポートも伸びたり、ちぎれたりします。
硬い素材のように割って外せず、後処理に時間がかかることがあります。
できるだけサポートを使わない向きがおすすめです。
ABS
設定が合えば外せますが、造形物の反りや層割れにも注意が必要です。
サポートを外すときの力で、薄い部分が割れることがあります。
光造形方式でもサポートは使う
液体のレジンへ光を当てて作る光造形方式でも、サポートを使います。
光造形では、造形物をプレートから少し持ち上げ、細い柱をたくさん付けて印刷することがあります。
サポートには、
- 造形物をプレートへつなぐ
- 印刷中に形が動くのを防ぐ
- 下向きの部分を支える
- レジンから受ける力へ耐える
といった役目があります。
ただし、FDM方式と光造形方式では、サポートの形や設定、外し方が大きくちがいます。
この記事では、主にフィラメントを使う3Dプリンターのサポートについて紹介しています。
サポートは少ないほどいい？
サポートは、材料や時間を使い、表面にもあとが残ります。
そのため、できるだけ減らしたいものです。
しかし、
サポートが少ないほど、必ずよい
というわけではありません。
必要なサポートまで消すと、
- 材料が垂れる
- 形がくずれる
- 表面が大きく荒れる
- 印刷が途中で失敗する
- ノズルが造形物へぶつかる
といった問題につながります。
目指すのは、サポートをゼロにすることではありません。
必要な場所へ、必要な分だけ使う
ことが大切です。
はじめて使うときのおすすめ設定
サポートの設定項目は多いため、はじめからすべてを変える必要はありません。
最初は、次の流れがおすすめです。
- プリンターやソフトの標準設定を使う
- 印刷前の画面でサポートの場所を確認する
- 大きすぎる場合は、造形物の向きを変える
- 小さなモデルで試す
- 外しにくかった場所を確認する
- 必要な設定だけ少しずつ変える
サポートが外れにくかったからといって、すべてのすき間を一気に広げると、今度は表面が大きく荒れることがあります。
ひとつずつ調整しましょう。
まとめ：サポート材は、空中の部分を支える足場！
サポート材は、下に何もない部分を印刷するときに、造形物を支えるための足場です。
主な特徴をまとめると、
- 印刷中だけ造形物を支える
- 印刷後には取り外す
- 多くの場合は造形物と同じ材料で作る
- 張り出しや空中の部分に使う
- 通常型や木のような形がある
- 材料や印刷時間が増える
- 接触した表面が荒れることがある
- 向きや分割によって減らせる
- 専用のサポート用フィラメントもある
- 必要な場所へ必要な分だけ使うことが大切
というものです。
サポートは、複雑な形を作るために欠かせない機能です。
一方で、何も考えずに自動で大量につけると、材料も時間も多く使い、後処理も大変になります。
まずは標準設定を使いながら、
「どうしてこの場所にサポートが必要なのか？」
を確認してみましょう。
形とサポートの関係がわかってくると、印刷する向きや3Dモデルの作り方も考えやすくなります😊
最後に
ここまでお読みいただき、ありがとうございました！
サポート材は、張り出した部分や空中に浮いた部分を、印刷中だけ支えるために使います。
複雑な形を作れるようになる一方で、材料や時間が増えたり、外したあとの表面が荒れたりすることもあります。
造形物の向きや分け方を工夫しながら、必要な場所へ必要な量だけ使ってみてください！
このサイトでは、3Dプリンター本体、フィラメント、工具、塗装、メンテナンス、印刷時のトラブルなど、3Dプリンターに関する記事を掲載しています。
最後までお読みいただき、ありがとうございました！🙌✨
