3Dプリントには、さまざまな問題によって起こりうる問題があります。 その一つがバブリングやポッピングと呼ばれる現象で、作品の3Dプリント品質に悪影響を与え、完全に失敗してしまうこともあります。 この記事では、この問題を解決する方法を素早く概説します。

3Dプリンターの気泡や破裂音を解決するには、プリント前にフィラメントから水分を抜くのが一番です。 水分を含んだフィラメントを高温で加熱すると、その反応によって気泡や破裂音が発生します。 高品質フィラメントの使用と適切な保管でこれを防止しましょう。

この記事の続きでは、この問題についての有益な詳細を説明し、今後発生しないようにするための実践的な方法をお伝えします。

押出しフィラメントの気泡の原因は？

印刷中にフィラメントに気泡が入るのは明らかで、実質的に3Dプリンターとしては不安定な状態です。

基本的には、印刷プロセス全体、特に最初のレイヤーと印刷品質のレイヤーを混乱させることができます。

さらに、フィラメントに気泡が入ると、フィラメント径に影響が出るため、不均一に見えることもあります。 原因はいろいろありますが、今回は主なものをご紹介します。

このような気泡が発生する原因として、水分量が挙げられ、第1層に影響を与え、3Dプリントの品質を低下させる可能性があります。

この対策としては、押出成形前に材料を乾燥させるのが最も効果的ですが、考えられる原因は以下の通りです：

• フィラメントの水分量
• スライサーの設定が正しくない
• フィラメント冷却がうまくいかない
• 流量が正しくない
• 高さ方向の温度で印刷する
• 低品質フィラメント
• ノズルの品質

3Dプリンターのフィラメントの気泡を直す方法

1. フィラメントの含水率を低減する
2. スライサーの関連設定を調整する
3. 非効率なフィラメント冷却システムの修正
4. 誤った流量を調整する
5. 温度が高すぎると印刷を停止する
6. 低品質なフィラメントの使用をやめる

気泡は印刷中にエアポケットが挟まることで発生しますが、これは押出機の温度が高すぎて、ホットエンドがプラスチックを沸騰させてしまうことが原因です。

冷却が始まると、気泡がプリントの中に閉じ込められ、最終的なモデルの永久的な一部となることに気づくことができます。 では、これらの原因を解決するために始めましょう。

フィラメントの含水率を低減する

水分は、フィラメントに気泡を生じさせる主な原因の一つであり、最終的には3Dプリント工程で確認することができます。

これは、フィラメントを押し出す過程で、ポリマー内の水分が沸騰温度に達して蒸気になり、この蒸気が気泡の原因となり、3Dプリントモデル上で確認されるからです。

特殊なフィラメント乾燥機や通常の熱風オーブンを使用することができますが、オーブンは通常、低温用にあまりうまく調整されていないことがあります。

AmazonのSUNLUフィラメントドライヤーのようなものを使うことをお勧めします。 35～55°の温度調節と0～24時間のタイマーが付いています。 この製品を手に入れた多くのユーザーは、3Dプリントの品質を大幅に改善し、ポップやバブルの音を止めたと述べています。

ノズルが弾けるような音がする場合は、この方法で解決できるかもしれません。

しかし、乾燥させる材料に応じて温度を維持する必要があることを忘れないでください。 ほとんどすべてのフィラメントが水分を吸収するので、押出工程の前に乾燥させることは常に健康的な習慣となります。

例えばPETGの弾けるような音がする場合、特にPETGは環境中の水分を好むことが知られているので、フィラメントを乾燥させたいのです。

スライサーの関連設定を調整する

3Dプリントの気泡をなくすために、私がアドバイスしたい設定項目があります。 最も効果があると思われるのは、以下のものです：

• リトラクト設定
• キャスティング設定
• ワイピング設定
• 解像度設定

これらの設定を調整し始めると、印刷品質に大きな違いが現れ、これまでよりもずっと改善されます。

引き込み設定では、押出経路にフィラメント圧がかかりすぎて、動作中にノズルからフィラメントが漏れてしまうことがあります。 最適な引き込み設定をすることで、3Dプリントの気泡を減らすことができます。

これらの設定について、より詳しく説明し、正しく理解する方法を説明しています。

私の記事「3Dプリントのブロブやジットを修正する方法」でも、これらの重要な設定の多くを紹介しています。

CNC KitchenのStefanは、解像度設定について解説した素晴らしいビデオを作成し、多くの3Dプリンターユーザーから、それがどれほど役に立ったかについて賞賛の声をいただいています。

非効率なフィラメント冷却システムの修正

3Dプリントのふくれは、効果的でないフィラメント冷却システムから生じます。適切で高速な冷却システムがなければ、冷却に多くの時間がかかるからです。

そのため、冷却に時間がかかると、プリントの形状の変形が目立ち、収縮率の大きい素材ではなおさらです。

プリンターの冷却装置を増設し、材料がベッドに当たったときに必要な時間で冷却されるようにします。 そうすることで、気泡や水泡のようなものを防ぐことができます。

ThingiverseのHero Me Fanductのようなものは、より良い冷却のために追加するのがよいでしょう。

誤った流量を調整する

流量が遅いと、フィラメントがノズルの高温下で過ごす時間が長くなります。 流量、特に「外壁流量」を調整して、フィラメントの泡の問題がクリアになるかどうかを確認するとよいでしょう。

5％程度の小さな刻みで、問題の解決に役立つかどうかがわかるはずです。

温度が高すぎると印刷を停止する

高温で印刷すると、気泡が発生し、特に第1層の気泡は、第1層が遅くなり、冷却が少なくなるため、高熱とその熱の下での時間の問題が複合的に発生します。

また、フィラメントが周囲の環境から吸収した水分を多く含んでいる場合、この高温はさらに悪化し、フィラメントの破裂やプリントの気泡の原因となります。

できるだけ低い温度で、フィラメントの流れが良くなるように3Dプリントをする。 それが、最適なプリント温度の公式となります。

温度タワーを使うことで、最適な温度設定を見つけることができ、さらにスピードも出すことができます。 以下のビデオでは、そのプロセスをご紹介します。

低品質なフィラメントの使用をやめる

これらの残りの要因に加えて、最高の品質管理をしていない低品質のフィラメントが、これらの気泡やフィラメントの破裂を助長します。 高品質のフィラメントからは、このような経験をする可能性はかなり低くなります。

それなりの期間、評判が良く、レビューも上位のブランドを探します。 アマゾンの多くは、安くても、本当に丁寧に製造されているのです。

安価なフィラメントで3Dプリンターを作ろうとして、時間や労力、お金を無駄にしたくないですよね。 優れたフィラメントを使えば、長期的にはもっとお金を節約でき、結果にも満足できるはずです。

PLAやABSの破裂音は、良いフィラメントを使用することで回避できます。

ノズルの素材は必ず良いものを使ってください

ノズルの材質は、フィラメントの泡立ちや飛び出しにも影響します。 真鍮は熱伝導に優れ、ヒーターブロックからノズルに熱が伝わりやすくなっています。

焼き入れ鋼などの素材であれば、真鍮ほど熱を伝えないので、それを補うために印刷温度を調整する必要がありますね。

例えば、焼入れ鋼から真鍮に変えたのに、印刷温度を下げなかったために、上記のような高温での印刷になってしまうことがあります。

フィラメントの気泡や破裂を修正するための結論

フィラメントから出る破裂音や気泡を取り除くための最善の解決策は、上記のポイントの組み合わせなので、要約すると

• フィラメントをしばらく放置していた場合は、適切に保管し、乾燥させてから使用すること
• スライサーの巻き取り、コースティング、拭き取り、解像度の設定を調整します。
• ペッツファンダクトやヒーローミーファンダクトなどの改良型冷却システムを導入する。
• 特に外壁の流量を調整し、問題が解決されるかどうかを確認します
• 印刷温度を下げ、温度タワーで最適な温度を探す
• 評判の良い、より高品質なフィラメントを使用する
• ノズルの材質は、熱伝導率が高い真鍮をお勧めします。