3DプリンターのZオフセットを正しく設定する方法

（画像提供：Prusa3D）

Zオフセットは、3Dプリンターにおいてノズルとベッド面の距離を適切に保つための重要な設定です。たとえ高性能な3Dプリンターであっても、ノズルが近すぎるとフィラメントが正しく流れず、プリントが失敗する可能性があります。さらに悪いことに、ノズルがベッド面を損傷する可能性もあります。一方、3Dプリンターのノズルが近すぎると、フィラメントがベッド面に正しく接着せず、ベッドへの密着性が低下する可能性があります。そのため、最初の層がプリントベッドにしっかりと接着されるように、Zオフセットを適切に設定することが不可欠です。

Zオフセットを調整する前に、3Dプリンターベッドの水平調整が必要です。ベッドを適切に水平に調整することで、プリントベッドとノズルの距離が常に適切な状態になります。正しい方法については、3Dプリンターベッドの手動水平調整に関するガイドをご覧ください。ベッドが適切に水平に調整されたら、Zオフセットを微調整して設定する準備が整います。以下では、Zオフセットを正しく設定するための様々な方法をご紹介します。

Zオフセットの手動設定

Zオフセットを手動で設定するには、3DプリンターのLCD画面でノズルの高さを調整し、ベッドの上に紙を置いて適切な設定になるまで調整します。手順は3Dプリンターのモデルによって若干異なりますが、高性能な3Dプリンターでもそうでなくても、基本的な手順はほぼ同じです。手順は以下のとおりです。

1.プリンターをホームポジションに戻し、ノズルを原点（通常はベッドの左前隅）に配置します。私の場合はAnycubic Kobraを使用しているので、 「メニュー」>「レベリング」>「自動レベリング」に進みます。

2.ステッパーを無効にして、ノズルを手動で動かします。無効にすると、ノズルをベッドの中央に移動できるので、レベリング時に紙を挿入しやすくなります。

3.ノズルをプリントベッドに近づけます。コントロールインターフェースを使用して、ノズルを少しずつ動かし、プリントベッドの表面から少し上に位置させます。

4.紙をノズルとプリントヘッドの間にそっと差し込みます。紙がノズルに触れると、多少の抵抗を感じるはずです。ノズルを紙に強く押し付けたり、離したりしないようにしてください。

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5.画面上のコントロールインターフェースを使って、紙に軽い抵抗を感じるまでZオフセットを調整します。ノズルはベッドに十分近い位置に設置し、紙が動く程度に近づけつつ、簡単に滑り落ちてしまうほど緩すぎないようにします。私の3Dプリンターでは、メニュー > レベリング > Zオフセットに進みます。

6. 3DプリンターでZオフセット設定を保存できる場合は、保存してください。私の場合は、画面上のボタンをクリックして設定を適用する必要があります。

スライサーまたはGコードでZオフセットを調整する

Gコードの変更方法が分かれば、Gコード内でZオフセットを直接調整できます。そのためには、プリンターの原点復帰（通常は自動ベッドレベリング用のG28またはG29）と、Z軸の移動（G92）を行うコマンドを見つける必要があります。その後、以下の手順に従って変更してください。

1. 3DスライスソフトウェアまたはGコードエディタでGコードファイルを開きます。私の場合は、Repetier Hostを使って開きます。Repetier Hostには、Gコードを貼り付けて3Dプリンターに送信する前に修正するための専用セクションがあります。

2.プリンターを基準位置に復帰させるG28 コマンド、または自動ベッドレベリング用の G29 コマンドを探し、最後に Z0 コマンドを追加して、ノズルを Z 軸のゼロポイントに移動するように指示します。

3.初期Z位置を設定するコマンド（G92）に移動し、Z0.1mmを加算してノズルの現在位置に0.1mmの値を割り当てます。ノズルを表面に印刷するために持ち上げるには、Z軸に負の値を指定します。下図のように、Z-0.1mmを加算します。

4.変更した G コードファイルを保存し、3D プリンターに送信します。

Repetier Host のまま Z オフセットを調整する別の方法は、Cura > G コードに移動することです。

「Gコード開始」セクションでは、 G28とG92が表示されており、上記のように変更できます。また、 「デフォルトを作成」をクリックすると、変更内容をデフォルト設定に保存していつでも使用できるようになります。

Ultimaker Curaスライサーを単体でご利用の場合は、プラグインをインストールすることでZオフセットを調整できます。これを行うには、マーケットプレイスで「Z-offset」を検索し、インストールしてください。

インストール後、スライサーを再起動し、「印刷設定」>「プロファイル」に移動して「Z オフセット」を検索すると、表示できるようになります。

「ベイビーステップ」でZオフセットを微調整する

「ベイビーステッピング」とは、プリンターが印刷中にZオフセットを微調整することです。これは、プリンターにコマンドを送信し、印刷中にZ軸をわずかに動かすことで行われます。これにより、プリンターが印刷中にZオフセットを調整し、最初のレイヤーの品質の変化を観察し、それに応じてZオフセットを調整することができます。

3Dプリンターのディスプレイ画面を使って、印刷を一時停止し、Zオフセットを調整してから印刷を再開できます。あるいは、MatterControlソフトウェアを使えば、ファームウェアの修正やディスプレイ画面の設定を変更することなく、ベイビーステッピングを行うことができます。印刷中にZ軸だけでなく、X軸とY軸も動かすことができます。ソフトウェアをダウンロードして3Dプリンターを接続したら、「コントロール」>「移動」に移動してください。