インフィルパターン徹底解説：ジャイロイド、グリッド、ハニカムほか

スライサーは十数種類のインフィルパターンを用意していますが、その中身をほとんど説明してくれません。密度スライダーはパーツの中に入る樹脂の「量」を決め、パターンはその樹脂が「どこに」行くかを決めます。つまりパターンが、パーツがどの方向に強いか、どれだけ速く刷れるか、そしてノズルが毎層ゴツゴツと自分の道を叩いていくかどうかを決めているのです。

早見比較

ラインと直線

層ごとに向きが交互に変わる平行線です。もっとも安く速いパターンで、線の方向には硬く、直交方向には弱いパーツになります。各層は下の層と噛み合うのではなく単に交差するだけなので、垂直方向の強度は低くなります。

試作品や展示用なら問題ありません。手に取って扱うものには向きません。

グリッド

同じ層の中で2方向に線を引き、均等な格子を作ります。層の面内では十分に強く、速く、予測しやすい。だからよく初期値に選ばれています。

唯一の実質的な弱点は、交差点が毎層まったく同じ位置に積み上がることです。ノズルが自分の作った交差点の上を通るため、密度や速度が高いとカチカチ、ゴツゴツという音が出て、内部がわずかに荒れることがあります。多くのプリントでは問題になりませんが、40%を超えると時折問題になります。

トライアングルとトライヘキサゴン

三角形は幾何学的に変形しにくいので、荷重が下向きではなくパーツを横切って押す場合に選ぶパターンです。トライヘキサゴンは線の方向を2つではなく3つ重ねるため、面内の強度がより均等に分散します。

どちらも同じ密度のグリッドよりフィラメントと時間を食います。1層あたりの方向転換が多いからです。

キュービックとアダプティブキュービック

キュービックは傾けた立方体を積み重ねるため、層の面内だけでなく3軸すべてに構造を持ちます。これにより本当の意味で3次元的になり、予測できない方向から荷重がかかる実用パーツに適した選択になります。

アダプティブキュービックはパーツ表面付近だけを細分化し、内部の奥はまばらなまま残します。大きなパーツではプリント時間を大幅に削減でき、実用上の強度低下はわずかです。大きなパーツの内部は、そもそもほとんど寄与していないからです。

ハニカム

六角形のセル。自然界が繰り返し行き着く形には理由があります。剛性のある構造で平面を埋める方法として、もっとも材料効率が良いのです。面内強度は非常に優秀で、半透明のプリント越しに見た姿も見事です。

代償は速度です。六角形は絶え間ない方向転換を意味し、スライサーによっては経路が途切れる箇所でリトラクションも発生します。同じ密度のグリッドよりかなり長くなると考えてください。「3Dハニカム」系は層をまたぐ構造を加えますが、速度のペナルティはさらに増えます。

ジャイロイド

自分自身と決して交差しない、連続的でなめらかな曲面。層ごとに位相をずらした波として刷られます。このアプリの名前の由来であり、その注目に値するパターンです。

際立っている点：

• 等方的。 3方向でほぼ同等の強度を持つため、荷重の向きを予測しなくても選択を誤りません。
• 自己交差なし。 ノズルが自分の経路を横切らないので、ゴツゴツ音も、積み上がった交差点もありません。
• 連続経路。 ハニカムよりリトラクションが少なく、複雑さの割に速く刷れます。
• 柔軟素材に最適。 ジャイロイドで刷ったTPUは、線の方向に沿って潰れるのではなく均等に圧縮されます。ガスケットや軟らかいパーツで標準的に選ばれる理由です。
• レジンの排出やエポキシ充填にも好都合。そうした仕上げをするなら。

トレードオフは、グリッドより遅いこと、そして非常に高い密度では曲線のコストがかさむことです。おおむね40%以下なら、ほぼどんなパーツにも優れた初期値になります。

ライトニング

上面を支える必要がある場所にだけベッドから伸びる樹状構造で、内部の残りは空洞のままにします。速度と軽さでは圧倒的です。

強度はほぼ提供しません。それは欠点ではなく設計目標です。屋根を支えることだけが仕事の大きな展示モデルやプロップのシェルなら、ライトニングはプリントから数時間と数百グラムを削れます。

コンセントリック

パーツの輪郭に沿って内側へ向かう同心のリングです。交差構造がないため剛性インフィルとしては弱いのですが、柔軟フィラメントには最適です。格子に沿って座屈するのではなく、均等に圧縮されて戻ります。

半透明のシェル越しに、すっきりと均一な見た目にしたい場合にも有効です。

ジャイロイド vs グリッド vs ハニカム

みんなが本当に知りたい三つ巴の比較：

• 速度： グリッド、次いでジャイロイド、そしてハニカム。
• 同密度でのフィラメント： ほぼ同等。実際には経路のオーバーヘッド分、ハニカムがわずかに多め。
• 面内強度： ハニカム、次いでジャイロイド、そしてグリッド。
• 垂直・せん断強度： 明確にジャイロイド。他は本質的に2Dパターンを積み上げたものだからです。
• プリント品質： ジャイロイドとハニカムは、グリッドの交差点による打音を避けられます。
• 半透明の壁越しの見た目： ハニカム、次いでジャイロイド。

ひとつだけ答えが欲しいなら：ほぼすべてにジャイロイド15-25%。速度が欲しくて装飾用ならグリッド、平らに荷重がかかり待てるならハニカム、上面以外どうでもいいならライトニング。

用途とパターンの対応

• ミニチュア、バスト - ライトニングかジャイロイドで5-10%。
• 日用パーツ、収納、おもちゃ - グリッドかジャイロイドで15-20%。
• ブラケット、筐体、治具 - ジャイロイドかキュービックで25-40%、ウォール3本以上。
• ギア、マウント、工具本体 - ジャイロイドかキュービックで40-60%、荷重が層を横切る向きで。
• ガスケット、グリップ、TPU全般 - ジャイロイドかコンセントリックで10-20%。
• 大きなプロップのシェル - ライトニングで5-8%。

パターンと密度は2つではなく1つの判断です。荷重のかかり方でパターンを選び、その強さで密度を決め、その組み合わせをプリントと一緒に記録してください。うまくいった組み合わせが、次回そのまま戻ってきます。