3Dプリントの失敗は、特に作成に時間がかかるため、非常に悔しいものです。しかし、なぜ失敗するのか、どれくらいの頻度で失敗するのか、人々は疑問に思っています。 これらの疑問に対する答えを人々に与えるために、3Dプリントの失敗についての記事を書くことにしました。

3Dプリントの失敗については、こちらの記事で詳しく解説していますので、ぜひ読み進めてみてください。

なぜ3Dプリントは失敗するのか？

3Dプリントの失敗は、機械的な問題で動作が不安定になり、モデルが倒れてしまったり、ソフトウェアの問題で温度などの設定が高すぎたりと、さまざまな理由が考えられます。

室温が変動するだけでも、3Dプリントに失敗する可能性があります。

3Dプリントが失敗する理由を紹介します：

• Z軸の動きが均一でない
• ベッドの密着性が悪い
• フィラメントの品質が悪い・脆い
• 十分な支持体を使用していない
• 複雑なモデル
• 印刷温度が高すぎる、または低すぎる
• レイヤーシフト
• 3Dプリンターがキャリブレーションされていない

Z軸が一様に動いていない

Z軸が不揃いだと、3Dプリントの失敗の原因になります。3DプリンターのZ軸に不揃いやズレがあると、思うように動かなくなるからです。

あるユーザーは、リードスクリューが正しく取り付けられていないために、3Dプリントがモデルの終了間際に失敗することを突き止めました。 ステッピングモーターをオフにして手で上げると、飛び出すほど緩くなるのです。

この問題を解決するためには、Z軸の動きがスムーズかどうか、リードスクリューが正しく取り付けられているかどうかを確認する必要があります。

リードスクリューのカプラが抜けてはいけないので、グラブスクリューをまともに締めて固定させるようにしたい。

例えば、一部の部品が空回りし、移動中に十分な圧力がかかっていない場合などです。

POMホイールは、上下左右にスムーズにスライドさせたいので、偏心ナットを締めたり緩めたりすることで、この問題を解決することができます。

部品がまっすぐになっているか、正しく組み立てられているかを確認します。

また、パーツの動きをよりスムーズにするために、潤滑剤をきちんと塗布しておくとよいでしょう。

ベッドの密着性低下、反りなど

3Dプリンターでベッドの密着性が悪いと、たくさんの失敗を経験することになります。 これはおそらく、3Dプリントが失敗する最も一般的な理由の1つでしょう。

3Dプリントは動きが多いので、プリント中の安定性が必要です。 モデルがビルドプレートに強く貼り付いていないと、ベッドから剥がれる可能性が高くなります。

完全に外れなくても、1カ所でも不具合が生じると、プリントをビルドプレートから外してしまうという問題が発生するのです。

特に、モデルの表面積が少ないビルドプレートでは、接着力が弱くなるため、起こり得ることです。

印刷が長引くと、より大きな圧力がかかるため、ベッドの粘着力が必要です。

この問題は、フィラメントが冷えて縮み、上に向かってカールする「反り」とも組み合わさっています。

そのための修正点は、以下の通りです：

• プリントベッドをきれいにし、油のついた指で触れないようにする
• ベッドがきちんと水平になっているか確認する
• ビルドプレートの温度を上げる
• ベッドに粘着剤を使用する-スティックのり、ヘアスプレー、ブルーペインターズテープなど
• 歪んでいない、より良いビルドサーフェスを使用する。

//www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/lm0uf7/when_your_print_fail_but_is_too_funny_to_stop_it/

フィラメントの品質が悪い／脆い

フィラメントの品質によって、3Dプリントに失敗することがあります。 フィラメントがスプールからもろいと、プリントプロセスでももろくなるのです。

フィラメントは吸湿性があるため、乾燥剤と一緒に密封包装されていることをご存じない方が多いようです。

フィラメントを放置しておくと、時間とともに水分を吸収してしまうので、Amazonの「SUNLU フィラメントドライヤー」のようなフィラメント乾燥機で水分を取りたい。

また、シルクフィラメントやハイブリッドフィラメントなど、引っ張り強度が低いフィラメントもあります。

十分なサポートやインフィルを使用していない

一部のユーザーは、十分なサポートやインフィルがないために3Dプリントの失敗を経験しています。 オーバーハングを持つ多くのモデルにはサポートが必要です。 これは基本的に、次の層を支えるのに十分な材料が下にないことを意味し、通常は45度前後の角度になっています。

その土台不足に対抗するために、スライサーでモデルのサポートを作ればいいのです。 サポートが足りなかったり、サポートの強度が足りなかったりすると、プリントの失敗につながってしまうこともあります。

スライサーのSupport Overhang Angleを下げることで、サポート密度の割合を上げるか、サポート本数を増やすことができます。

また、カスタムサポートの作り方を学ぶのもおすすめです。

インフィルも同様に、次の層が押し出されるための表面積が少ない場所に必要とされるものです。

この問題に対処するためには、インフィル密度を上げるか、インフィルパターンを変更する必要があるかもしれません。通常、20％のインフィルパターンとCubicインフィルが効果的です。

複雑なモデル

モデルによっては3Dプリントするのが難しいものもあるので、いつも複雑なモデルを3Dプリントしようとすると、失敗率が高くなります。 XYZキャリブレーションキューブのようなシンプルなモデルであれば、大きな問題がない限り、ほとんどの場合成功すると思います。

このLattice Cube Torture Testのように、オーバーハングが多く、下にあまり土台がないような複雑なモデルでは、3Dプリントは難しいでしょう。

印刷温度が高すぎる、または低すぎる

3Dプリントの失敗のもう一つの主な理由は、最適な印刷温度でないことです。特に、ノズルからうまく流れ出ないほど温度が低すぎる場合です。

印刷温度が高すぎると、ノズルからフィラメントが流れ出しすぎて、ノズルからフィラメントが余分に出てしまいます。 フィラメントが多く押し出されると、ノズルが印刷に当たってしまい、故障の原因になります。

温度タワーを3Dプリントして印刷温度を最適化したい。 以下のビデオに従って、Curaで直接この方法を学ぶことができます。

レイヤーシフト

ステッピングモーターの過熱によるステップスキップや、3Dプリンターの物理的な衝撃によるレイヤーのずれなど、多くの人がモデルの不具合を経験しています。

あるユーザーは、マザーボードとステッパードライバーの過熱による冷却の問題が原因であると述べています。 マザーボードの大型ファンと通気口による冷却の改善により、この問題は解決しました。

あるユーザーが、レイヤーがずれる問題をずっと抱えていて、最終的に配線がモデルに接触しているために起こっていることに気づいたという事例がありました。

また、表面が固定されておらず、プリント中に動いてしまうことが原因かもしれません。

スライサーでZ-hopを有効にすると、ノズルとモデルの衝突を防ぐことができます。 基本的には、移動の際にノズルをホップアップします。

詳しくは、「3Dプリントの途中でレイヤーがずれるのを修正する5つの方法」の記事をご覧ください。

3Dプリンティングからのレイヤーシフト

3Dプリンターがキャリブレーションされていない

3Dプリンターがうまくキャリブレーションされていないと、エクストルーダーの段差やXYZの段差など、モデルにアンダーやオーバーの押し出しが発生し、故障につながることがあります。

私はいつもユーザーに、エクストルーダーのステップをキャリブレーションして、エクストルーダーが指示したとおりに動くようにすることを勧めています。

以下のビデオに従って、エクストルーダーのステップを正しくキャリブレーションすることができます。

3Dプリントはどれくらいの頻度で失敗するか？ 失敗率

初心者の場合、根本的な問題があれば、平均的な失敗率は5～50%になります。 3Dプリンターが正しく組み立てられた場合、最初の層の接着と設定に基づいて、失敗率は10～30%程度と予想されます。 経験を積むと、失敗率は1～10%が普通となります。

また、使用する3Dプリント用フィラメントにもよりますが、3DプリントしやすいPLAで3Dプリントする場合は成功率が高く、ナイロンやPEEKなどの高機能フィラメントで3Dプリントする場合は、素材の特性上、成功率はかなり低くなると予想されます。

あるユーザーは、樹脂製3Dプリンターは、清潔に保ち、適切にメンテナンスすることで、故障率が10％程度になると言っています。 エンダー3は、よく壊れますが、成功率は60％程度です。 適切な組み立てと適切なメンテナンスによりますね。

樹脂3Dプリントの失敗は、通常、適切な場所にサポートがないことや、底面の露出時間が短いためにビルドプレートとの接着が不十分であることが原因です。

フィラメント3Dプリントの場合、ベッドの接着、レイヤーのずれ、反り、サポートの配置不良、低温などの問題があるかもしれません。 プリンター周辺の環境も重要で、暑すぎたり寒すぎたりすると、3Dプリントに悪影響を及ぼすことがあります。

また、別のユーザーからは、プロダクションプリントの場合、基本的なフィラメントやモデルで5％の故障率が想定されるとの声もありました。

印刷の成功率を高めることができます：

• 3Dプリンターを正しく組み立てる-ボルトやネジを締める
• プリントベッドを正確に水平にする
• 適切な印刷温度とベッド温度の使用
• 定期的なメンテナンスの実施

3Dプリンティングの失敗例

3Dプリントの失敗例は、ここやこのNo Failed Prints Redditのページで紹介されています。

ここでは、ユーザーから寄せられた3Dプリントの失敗の実例を紹介します：

3dprintingfailより、Zオフセットの強さを抑えてプリントしようとしたため、1層目が固まらない場合。

これは、ベッドの温度を高くしたり、粘着製品を使用することで解決できたかもしれません。

//www.reddit.com/r/nOfAileDPriNtS/comments/wt2gpd/i_think_it_came_out_pretty_good/

これは、冷却不足やヒートクリープによって起こったと思われる特異な故障です。

大判プリントしてどうなるか試してみることにした...何が起こったのかさっぱりわからない。 nOfAileDPriNtSからの（クロスポスト）。

このユーザーは、小さな立方体を印刷しようとしたところ、斜めに波打った立方体になってしまったそうです。 また、この失敗の原因は、プリンターの機械的な問題であるとの指摘もありました。 このユーザーによると、X軸のベルトが緩んでいるので、締め付ける必要があるそうです。

3dprintingfailより立方体のはずが斜めになってしまったのですが、修正方法をご存知の方はいらっしゃいますか？

また、3Dプリントの典型的な失敗例として、このビデオイラストをご覧ください。