レイヤーシフトとは、3Dプリントのプロセス中に3Dプリントされたオブジェクトのレイヤーがずれたり、ずれたりすることで、デザインに顕著な欠陥が生じる問題です。上層が下層の上に正しく配置されていなかったり、プリント全体が傾いている場合があります。深刻なケースでは、特にプリントヘッドが前の層に衝突した際に、レイヤーにひび割れや割れが生じることもあります。
この問題には、プリンター内部のネジやベルトの緩みといった機械的な問題や、スライサーの速度や加速度の設定を高く設定しすぎるといったソフトウェアの問題など、いくつかの要因が関係しています。たとえ最高級の3Dプリンターを使用していたとしても、3Dプリンターの様々なコンポーネントとスライサーの設定を正しく行わないと、印刷中に問題が発生します。しかし幸いなことに、この問題の解決は難しくありません。以下に説明します。
ネジとベルトを適切に締める
3Dプリンターのすべての部品はネジで固定されており、ベルトはプリントヘッドのX軸とY軸に沿った動きを制御します。ステッピングモーターが回転するとベルトが駆動され、プリントヘッドがビルドプラットフォーム上で水平方向に移動します。
3Dプリンターのすべてのネジとベルトを常に点検し、しっかりと締め付けることが重要です。緩んでいると、プリンターの動作が不正確になり、振動が発生してレイヤーがずれる原因となります。締める際は、特にベルトを締めすぎないように注意してください。締めすぎるとモーターやベアリングに負担がかかります。
ネジやベルトを適切に締めるだけでなく、エクストルーダーのギア、ベアリング、レール、その他の可動部品に潤滑油を塗布することも検討してください。潤滑油は摩擦を最小限に抑え、スムーズに動作することで、印刷品質に影響を与える可能性のある不均一な動きを防ぎます。ただし、潤滑油を過剰に塗布すると、汚れやゴミが付着しやすくなり、他の問題を引き起こす可能性があるため、塗布しすぎないように注意してください。
3Dプリント中にぐらつかない、しっかりとしたテーブルの使用も検討してください。3Dプリンターにゴム足が付いていない場合は、追加を検討してください。例えば、ベースの角に接着剤でゴム足を取り付けることで振動を吸収できます。これは、騒音を出す3Dプリンターの修理にも役立ちます。それでも振動でずれてしまう場合は、クランプを4つ購入して、プリンターの側面をテーブルに固定することもできます。
3D プリンターを正しく調整します。
3Dプリントに関する問題をトラブルシューティングする際に、ほとんどの人がまず最初に確認するのは、プリンターのキャリブレーションが正しく行われているかどうかです。これはレイヤーシフトにも当てはまります。問題を回避するには、マシンのすべてのコンポーネントが正しく設定されていることを確認する必要があります。まず考慮すべきことは、3Dプリンターのベッドを適切に水平にすることです。プリントベッドが不均一であったり、位置がずれていると、デザインがベッドに正しく固定されないため、正しく水平に調整する必要があります。
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3Dプリンターベッドの水平調整は手動で行うことも、3Dプリンターが自動機能に対応している場合は自動調整機能を使用することもできます。3Dプリンターベッドの水平調整が終わったら、次にEステップの調整を行う必要があります。印刷プロセス中に適切な量のフィラメントが吐出されるようにする必要があります。ノズルから吐出されるフィラメントの量が必要な量よりも少ないと、印刷物に隙間ができたり、層が弱くなってずれやすくなったりする可能性があります。また、ノズルの詰まりを防ぐため、フィラメントはノズルに最適なものを使用する必要があります。詰まりは、層のずれにつながる他の問題を引き起こす可能性があります。均一な直径で不純物を含まない、最高の3Dプリンターフィラメントを使用するようにしてください。
また、3Dプリンターの軸を確認し、適切に調整する必要があります。小さな立方体を出力し、各寸法を測定し、その値を使って軸を微調整することができます。また、3Dプリンターのノズルが破損している場合は交換するか、フィラメントの正しい押し出しを妨げるゴミを取り除くために、ノズルを適切にクリーニングするだけでも十分です。
適切な速度と温度を使用する
高速で印刷すると、3Dプリンターの可動部に過度の負荷がかかり、振動が発生したり、ネジやボルトが緩んだりする可能性があります。また、急激な変化、特に鋭角なコーナーでは、印刷層がずれる可能性があるため、一定の速度を維持する必要があります。また、高速印刷はプーリーの歯飛びを引き起こし、印刷層に問題が生じる可能性があるため、50～60mm/秒程度の速度を維持するようにしてください。
また、移動速度は100mm/秒程度に抑えてください。これを超えると問題が発生する可能性があります。移動速度の設定は、スライサーの「移動」セクションで確認できます。コーミング機能を有効にしている場合は、 「移動時に印刷部分を避ける」にチェックを入れてください。
速度設定には、印刷加速とジャーク設定もあり、Cura では加速のデフォルト値は通常 1000 mm/s 前後であることがわかります。
一方、ジャーク設定のデフォルト値は約 8 mm/s です。
これらの設定はどちらも、プリントヘッドの動きと方向転換を制御します。デフォルトよりも高い値を使用すると、プリントヘッドの振動や動きの増加につながり、レイヤーシフトが発生する可能性があります。
速度に加えて、温度が一定であることも確認してください。例えば、ベッド温度が一定でなかったり、設定温度が低すぎたりすると、最初の層が表面に正しく接着されず、一部が剥離し、特にベース層の反りや反りにより、後続の層の位置ずれにつながる可能性があります。
Zホップ機能を有効にする
Zホップは、プリンターがプリントの異なるセクション間を移動したり、新しい位置に移動したりする際に、プリントヘッドをZ軸方向にわずかに持ち上げる機能です。この垂直方向の動きにより、プリントヘッドが以前のプリント層と衝突することがなくなり、層ずれも防止されます。この機能は、特に高さのある構造や薄い構造のデザインをプリントする際に役立ちます。優れた3Dプリンタースライサーであれば、どれでもこの機能を有効にできます。
上記の方法でレイヤーシフトの問題を解決できるはずです。それでも問題が解決しない場合は、配線と冷却ファンも確認し、すべて正常に動作していることを確認してください。設定を調整し、ハードウェアを確認した後、デザインの印刷を開始する前に、レイヤーシフトのテキストデザインを印刷して、すべてが期待どおりに動作することを確認することをお勧めします。
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サミー・エカランは、Tom's Hardwareのフリーランスライターです。3Dプリントのチュートリアルやガイドに関する執筆を専門としています。彼の作品は、Makeuseof、All3dp、3Dsourcedなど、様々な出版物に掲載されています。
