3Dプリントの糸引きを修正する方法

3Dプリントにおける糸引きや滲み出しとは、デザインの異なる部分の間に細いフィラメントの糸が現れる現象で、プリントの品質を低下させます。ノズルがプリント部分から別の部分へと移動する際に、溶けたフィラメントがうまく引き込まれずに残ることがあります。これは主に、ノズルがプリントの表面に沿って移動するのではなく、空間を移動する際に発生します。高性能な3Dプリンターでもこの問題が発生する可能性があり、特に温度、速度、引き込み設定などが正しく設定されていない場合に顕著です。糸引きは、以下で説明するように、さまざまな設定を調整することで修正できます。

適切な3Dプリント温度を使用する

温度が高すぎると、フィラメントが液状化しすぎて漏れ出し、糸引きや滲みが発生します。逆に、温度が低すぎると押し出しに時間がかかり、層の密着不良や押し出し不足などの問題が発生するため、フィラメントに適した温度を見つける必要があります。 

3Dプリンターのフィラメントにはそれぞれ最適な温度範囲があり、3Dプリントを開始する前に、使用するフィラメントに最適な温度範囲を把握し、設定する必要があります。PLAは180～220℃の温度で最適なプリントが可能です。ABSは220～260℃と、やや高い温度が必要です。最適な温度値を確認するには、スマートコンパクト温度校正タワーなどの  テストモデルを3Dプリントして、3Dプリンターの性能をテストすることができます。

これらのファイルをダウンロードすると、PLA、PETG、さらにはABS用のファイルも見つかります。お使いの材料に合ったものを選んでテストにご使用ください。また、3Dプリンターのベッド温度が適切に設定されていることを確認してください。

引き込み距離と速度の向上

リトラクションとは、ノズルが印刷物の開口部（主に印刷面）から別のセクション（主に印刷面）へ移動する際に、フィラメントが一時的にノズル内に引き戻される現象です。リトラクションの設定値が低すぎると、糸引きの原因となります。リトラクションの設定で考慮すべき重要な点は、速度と距離です。 

引き込み距離とは、ノズルに引き戻されるフィラメントの量です。この値を大きくすると、フィラメントがノズル内にさらに引き込まれるため、糸引きを防ぐのに役立ちます。しかし、引き込み距離が長すぎると、3Dプリントを再開する際に押し出されるフィラメントの量が少なくなり、3Dプリントに隙間や弱い層ができてしまうなどの問題が発生する可能性があります。 

一方、引き込み速度は、フィラメントがノズルに引き戻される速度を決定します。速度が高いほど、引き込みはより速く、より急激になります。適切な引き込み距離と速度は様々であるため、デフォルト値から始めて、適切な値になるまで徐々に増やしていく必要があります。引き込み量は通常2～7mm、標準速度は30～60mm/秒です。これらの設定は、優れた3Dプリンタースライサーで見つけることができます。Ultimaker Curaを使用している場合は、 「移動距離」セクションで見つけることができます。調整を開始する際は、「引き込みを有効にする」ボックスが選択されていることを確認してください。

正しい値を見つけるのに役立つ収縮テスト モデルを 3D プリントすることもできます。

上記のテストプリントを使用する場合、まずは2mm程度の低いリトラクション距離から始めて、モデルをプリントし、仕上がりを確認します。最初はひどい仕上がりになるかもしれませんが、これを参考として、0.5mmずつリトラクション距離を増やしながら他のプリントと比較し、最適な位置を見つけてください。

適切なリトラクション距離を見つけたら、次は速度を調整します。まずは30mm/秒などの低速から始め、プリントの仕上がり具合を確認しながら、以前のプリントと比較しながら徐々に速度を上げ、糸引きのないモデルをプリントできるようになるまで続けます。設定を記憶しやすいように、プリント後に印を付けておくのも良いでしょう。

Z-Hopeを慎重に使用してください

Zホップ設定は、スライサーの機能で、ノズルをプリントのある部分から別の部分に移動させる際に、Z軸に沿ってノズルを上昇させるように指示します。ノズルを移動前にわずかに上昇させることで、糸引きを軽減できる場合もありますが、同時に糸引きを増加させる原因となることも知られています。これは、ノズルを上昇させる際に、次のポイントに移動する前に短時間停止する必要があるため、フィラメントが長時間加熱され、糸引きが始まる可能性があるためです。これを避けるには、高さのある薄いプリントを印刷する場合のみ、この設定を使用し、ノズル温度を下げることも検討してください。

乾燥フィラメントを使用する

湿気にさらされたフィラメントを使用すると、溶けた際に水分が蒸発し、フィラメント内に気泡が発生して糸引きの原因となるため、糸引きが発生しやすくなります。また、湿気はフィラメントを脆く弱くするため、糸引きが発生しやすくなります。フィラメントは湿気を吸収しないように乾燥した場所に保管することが重要です。湿度の高い地域にお住まいの場合は、3Dプリントを始める前にフィラメント乾燥機やオーブンの使用を検討してください。

冷却ファンが正常に動作していることを確認する

3Dプリンターの冷却ファンは、各レイヤーが速やかに冷却・固まるようにするために重要です。これにより、材料が過熱して漏れ出し、不要な糸引きが発生するのを防ぐことができます。冷却ファンを確認する際には、スライサーでプリント冷却が有効になっていることも確認する必要があります。Curaでは、「プリント冷却を有効にする」チェックボックスが選択されていることを確認してください。

また、ファン速度が正しく設定されていることを確認してください。PLAの場合、最適なファン速度は常に100%です。反りなどの問題を回避するには、プリントが均一かつ安定して冷却されるようにする必要があります。ファンダクトをアップグレードすると、3Dプリントの冷却をさらに改善できます。お使いの3Dプリンターに合ったファンダクトを見つけて、実際に3Dプリントでどのように機能するか試してみてください。

3Dプリンターのノズルを適切に洗浄する

ノズルに汚れやフィラメントが残っていると、フィラメントのスムーズな流れが妨げられる可能性があります。ノズル内にゴミ、汚れ、残留物があると、フィラメントのスムーズな流れが妨げられます。この流れの妨げにより、ノズルが押し出しを停止するべきタイミングで停止せず、フィラメントの糸引きが発生することがあります。また、ノズルが詰まっていると、フィラメントが適切に引き込まれず、余分なフィラメントがノズルと共に引き込まれ、糸引きが発生することがあります。

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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。