FDM（熱溶解積層法）方式などの一部の造形方式では、部品を造形するための素材とは別にサポート材を使います。このサポート材は造形後には取り除かれ、本体には残りません。それでは何を目的にサポート材を使うのでしょうか？この記事ではサポート材の役割を解説します。
サポート材は造形中に造形物本体を支えるための土台や支えをつくるための材料です。土台と支えがあることで、造形中に崩れや反りが発生するのを防ぐ役割があります。3Dプリンター出力での部品製作は形状の自由度が高いことが大きなメリットの1つです。これにはサポート材を使って仮の足場をつくることができる3Dプリンターの特徴も起因しています。
造形物が崩れないように支える
造形する形状に宙に浮いている部分があると、重力による落下や垂れで形が崩れます。それを防ぐため、十分な強度になるまで仮で支える支柱の役割をします。
造形物の反りを防ぐ
熱溶解積層（FDM）方式の造形では、熱で素材を溶かして射出してから固まるまでの過程で収縮します。特に薄い部分は収縮による反りが発生しやすいため、サポート材を付けることで造形物を固定し、反りの発生を抑える役割をします。
オーバーハングは突き出ている部分のことです。T字やY字の突き出した部分は支えがなければ固まる前に重力で垂れてしまいます。そのためサポートで支えをつくる必要があります。サポート材が必要となる角度は45度が境目になります。
ブリッジとはH型の橋のような形状のことです。オーバーハングと同様に橋の部分に支えがないと落下して造形することができません。
造形するテーブルに対して平行な穴や空洞がある場合にはサポート材が必要です。ただし、穴が小径の場合はサポート材が不要な場合もあります。サポート材が不要な穴径は使用する機械の性能や積層ピッチによります。
一般的なサポート材は手で剥がすことができます。手が入らないような細い箇所や奥まった箇所は、ペンチやピンセットなどの道具を使います。本体とサポートが一体化してしまっている場合もあります。その場合はカッターなどの刃物を使用して切り離します。
外観に影響が出る
サポート材とモデル材はプラモデルのようにつながっています。間には微小な隙間があり剥がしやすくなっていますが、一定間隔でつながっています。サポート材を剥がすとこの部分にバリが残るので外観が悪くなってしまいます。外観を整えるためには研磨などの処理が必要です。デュアルノズル方式のプリンターの場合は、水やアルカリ水溶液で溶けるサポート材専用素材を使うことでバリの発生をある程度防ぐことができます。
追加の材料費と時間が必要
サポート材は空間を埋めるために造形されるので、本来必要のない部分まで材料が必要になります。本体の素材費とは別にサポート材費もかかり、造形時間もサポートを造形する分長くなります。最低限のサポートにするためには、造形の向きや角度を変更することが有効です。45度を超える角度の造形ではサポート材が生成されます。オーバーハングしている部分の角度を45度以下に設定したり、丸穴を涙型に変更したりすることでサポート材の造形を抑えることができます。
