Polymakerの技術

Jam-Free™ テクノロジー：

この技術を理解するために、まず詰まり（ジャム）の主な原因を理解しましょう：

プリントヘッドは主にホットエンドとコールドエンドの2つの部分に分かれています。ホットエンドはヒートブロックが加熱してフィラメントを溶かす部分で、コールドエンドはホットエンドの熱が拡散して他の部品を損なったり、フィラメントが必要以上に軟化／溶解したりするのを防ぎます。

しかし、長時間のプリント、デュアル押出しのプリント、または放熱フィンの設計が不十分なプリントでは、熱がコールドエンドまで上昇してフィラメントを軟化させ、フィラメントの膨張を引き起こすことがあります。これによりジャムが発生したり、エクストルーダーがフィラメントを噛み込んでしまうことがあります。

この問題が最も起こりやすいのはPLAで、ガラス転移温度（Tg）が非常に低い（約60˚C）ため、温度が50˚Cを少し超えるだけでもジャムのリスクが生じます。直径2.85mmのフィラメントは、1.75mmよりも太いためより剛性を保ちやすく、この問題の影響は少なめです。

この問題を解決するために、Polymakerは1.75mmのPLAベース製品の耐熱温度を140˚Cに引き上げました。

PLAは半結晶性ポリマーであるため、Polymakerはまずフィラメントをアニーリングして結晶化度を高めることでこれを実現しています。 材料科学 の項で説明しているように、結晶は融点（PolymakerのPLAでは約150˚C）で崩れ始めるため、材料により高い耐熱性を与えます。

Warp-Free™ テクノロジー：

この技術はPolymakerのナイロン系材料で使用されています。反りの問題やその根本原因については当社の 材料科学 ページで多く学ぶことができます。この技術は反り問題の根本原因の一つである結晶化を解決します。

確かに、ナイロンはプリントが難しい材料として知られています。プリント中に各層内で結晶が急速に形成されると内部応力が発生し、部品の変形を引き起こします。

Polymakerの技術はこの応力を減らすだけでなく、部品の機械的特性を向上させます。技術はポリマーの結晶化速度を遅らせ、印刷時に各層内で小さな結晶がすばやく形成されるのを防ぎます。代わりに、結晶が形成される前に複数の層を印刷する時間を与えることで、層をまたいでゆっくりと大きな結晶が形成されます。これらの層間をまたぐ結晶は層間接着を大幅に向上させます。これがPolymakerが印刷後に部品をアニーリングすることを推奨する理由でもあります。 アニーリング は部品が最高の結晶化度に達して、最良の熱的および機械的特性を得られるようにします。

Layer-Free™ テクノロジー：

この技術はポリマー科学よりも、適切な材料と適切な溶媒の完璧な組み合わせに関わるものです。Polymakerはアセトン浴がABSプリントに滑らかな仕上がりを与えることに興味を持ちましたが、ABSはプリントが難しく、アセトンは危険な化学物質で安全に扱うのが難しいと考えました。そしてABS部品を研磨するためにこの溶媒を使う目的で設計された実用的な装置は存在しませんでした。

Polymakerが直面した最初の課題は、印刷が容易で、アセトンより入手しやすく危険性の低い溶媒と反応するポリマーを見つけることでした。

最終的にPolymakerはPVBを最適な候補として見つけました。そこからPVBベースの特定の材料配合の開発を開始し、 PolySmooth™ がこの開発の成果となりました。

PolySmooth™はPLAと同じ設定で印刷でき、アルコールで滑らかにすることができます。

次の課題は、PolySmooth™モデルをアルコールで安全かつ確実に研磨できる装置を設計することでした。 Polysher™ はこの装置開発の成果でした。Polysher™の中核はネブライザーであり、慎重に選ばれた膜とネブライザーの最適周波数を見つけるために開発された特定のアルゴリズムです。

Ash-Free™ テクノロジー：

この技術はPolymakerの Polycast™で使用されています。異なる精密に選ばれた成分の特定の組み合わせを用いて鋳造用材料を作成します。これらの成分は残留物を残さず燃焼するよう注意深く選ばれています。

Fiber Adhesion™ テクノロジー：

繊維強化材料は優れた熱的および機械的特性を提供しますが、押出し型3Dプリントでは層接着に悪影響を及ぼすことがあります。Polymakerは層接着の問題が、繊維がマトリックスポリマーと十分に結合／適合していないことに起因すると考えています。

数か月にわたる開発の後、我々は繊維の表面化学を最適化してマトリックスへの分散と結合を改善することに成功しました。

この技術を Fiberon™ PA6-CF および Fiberon™ PA6-GFに実装したところ、層接着は悪化せず、実際には強化されました（CFで+27%、GFで+15%）。

ナノ補強テクノロジー：

この技術はPolymakerのPolyMax™製品群で使用されています。ナノ粒子でポリマーを補強することで、同様の印刷条件を保ちながら強靭性を大幅に高めます。PolyMax™ PLA、PolyMax™ PETG、PolyMax™ PCはPolyMax™ファミリーの3製品です。これらは通常の対応品（PolyLite™ PLA、PolyLite™ PETG、PolyLite™ PC）と同じ設定で印刷できますが、靭性は最大で5倍に達し、より耐久性が高くなります。 材料科学 の項で述べたように、破壊靭性は材料の耐衝撃性によってよく表されます。

Stabilized Foaming™ テクノロジー：

この最後の技術はPolymakerによる初期の開発の一つです。木質充填フィラメントでノズルが詰まるといういくつかの悪い経験を経て、フィラメントに実際の木粉を含めずに木材のような見た目を与える方法を考えました。木粉はフィラメント内に含まれると印刷プロセスに悪影響を与える可能性があるためです。

Polymakerは木材の外観の主な原因が植物細胞構造と色であることに気づきました。特定の木の色をコピーするのは簡単で、植物細胞構造は発泡剤を用いて類似の細胞ネットワークを作ることで再現できました。

主な課題は、3Dプリンターの押出しプロセスによって悪影響を受けない発泡構造を設計・配合することでした。したがって“Stabilized Foaming（安定化発泡）”の“安定化”とは、印刷後も発泡が安定したままでいることを意味します。最終的にこの技術からLW-PLAを開発しました。