3Dプリントの品質は、3Dプリントの最も重要な側面の1つです。 レイヤーラインを発生させずに3Dプリントする方法を学ぶことは、3Dプリントの旅において、重要なスキルです。

レイヤーラインを発生させずに3Dプリントするには、レイヤーの高さを0.1mm程度にする必要があります。 レイヤーの高さが0.1mm以下であれば、本当に滑らかなサーフェスができます。 温度、速度、Eステップをキャリブレーションして、3Dプリンターが3Dプリント品質に最適化されているか確認する必要があります。

しかし、残念ながら、レイヤーラインのない3Dプリントを得ることはかなり困難です。 私は、最高品質のプリントを得るために、レイヤーラインのない3Dプリントについて研究することにしました。

この記事では、この便利な機能を実現するためのヒントやコツ、ポイントをご紹介します。

3Dプリントにレイヤーラインが入るのはなぜ？

以下に、レイヤーラインの原因となる様々な理由を挙げます。 これらの理由については、次のセクションで説明しますので、読み進めていってください。

• 大きなレイヤーハイトを使用する
• 大きなノズル径を使う
• 3Dプリンター部品の緩み・弛みについて
• 印刷温度が適切でない
• 低品質フィラメント
• モデルの方向性が悪い
• 冷たい部屋での印刷
• オーバーエクストルージョン

レイヤーラインを発生させずに3Dプリントする方法とは？

1.レイヤーの高さを低くする

レイヤーラインを発生させずに3Dプリントするための最良の方法の1つは、レイヤーの高さにあります。 外観を滑らかにするためにプリント品質を向上させるという点で、これを回避する方法はあまりありません。

物体を3Dプリントしていると、いくつかのレイヤーが重なっているのがわかります。 レイヤーが大きくなればなるほど、感触は粗くなり、レイヤーの線はより視覚的になります。

階段で考えてもいいのですが、非常に大きな段差があると、それは3Dプリント的には粗い面になってしまいます。

オブジェクトの「段差」やレイヤーの高さが小さいほど、レイヤーの線が見えなくなるくらいまで滑らかになります。

あなたがすべきことは

• スライサーのレイヤーの高さを低くする
• Curaのデフォルトになった「マジックナンバー」を使用する（例：Ender 3の0.04mm刻み）。
• 何度かテストプリントを行い、どのレイヤーの高さが一番レイヤーラインが目立たなくなるかを確認します。
• レイヤーの高さの減少を考慮し、ノズルの直径と温度を調整する必要があるかもしれません

私は「3Dプリントに最適なレイヤー高さ」について詳細な記事を書きましたが、レイヤーラインのない3Dプリントでは、レイヤー高さを下げることが最も大きな違いになることを詳しく説明しています。

2.ノズル径の調整

先ほどの方法に引き続き、レイヤーの高さを小さくしたい場合は、その分ノズル径を変える必要があるかもしれません。

ノズル径とレイヤーの高さは、ノズル径の80％以下が一般的ですが、レイヤーの高さはノズル径の25％以上必要です。

0.4mmノズルで3Dプリントを行い、0.12mmのレイヤーハイトで素晴らしいBenchyプリントを得ることが出来ました。

ミニチュアや細部にこだわった小物をプリントする場合は、より小さなノズルを使うことをお勧めします。 小さなノズルを使えば、レイヤーラインのない3Dプリントをすることができ、0.1mmまで小さくすることができますね。

• レイヤーの高さに応じてノズルの直径を調整します。
• 多くのノズル径を試して、あなたのプロジェクトに最適なノズルを見つけてください。
• ノズル径0.1mmから1mmまでのノズルをセットで購入することができます

3.機械的な問題を解決する

レイヤーの高さを下げても、レイヤーラインのない3Dプリントを作成することを妨げる要因が他にもあります。その要因の1つが、3Dプリンターの物理的な部品に関連する機械の問題です。

機械的な問題とは、プリントする面や可動部の弛みなども含まれます。 3Dプリントの不完全性や欠陥の多くは、特にプリンターの動きによる振動が原因です。

実は、「3Dプリントのゴースト/リンギングを修正する方法」という記事を書きました。これは、プリントの外装全体に波状の線が入ることです。

• まず、3Dプリンターを頑丈な場所に置きます。
• 防振マウントや防振パッドを導入し、これらの動きを低減させる。
• 3Dプリンター全体のネジ、ボルト、ナットの緩みがないことを確認します。
• リードスクリューは、ミシン油などの軽油で潤滑しておいてください
• リードスクリューを取り外し、平らな場所で転がして、リードスクリューが曲がっていないことを確認する。
• フィラメントがスムーズにエクストルーダーを通っているか、障害物がないかを確認します。
• カプリコーンPTFEチューブは、押し出されたフィラメントを滑らかに、しっかりとつかむことができます。

4.最適な印刷温度を見つける

温度塔のプリントをしたことがある方はわかると思いますが、ちょっとした温度の違いで、レイヤーラインが出るような3Dプリントになりやすいんです。

温度が高いとフィラメントが早く溶けるので、粘度が低くなり、印刷に不具合が生じます。 印刷品質を重視するなら、この不具合は避けたいところです。

• フィラメントに最適な印刷温度を見つけるために、温度タワーをダウンロードして3Dプリントします。
• フィラメントを交換するたびに、最適な温度をキャリブレーションする必要があります
• 寒い部屋で3Dプリントするのは避けたいので、周囲の環境は温度にも気を配りましょう。

5.高品質なフィラメントを使用する

フィラメントの品質によって、プリントの仕上がりが大きく変わることに驚きます。 フィラメントを信頼できるブランドに変えて、3Dプリント体験が好転したユーザーもたくさんいます。

• 高品質なフィラメントを購入する。
• 高評価のフィラメントを多数注文し、プロジェクトに最適なフィラメントを見つけることができる
• 大理石や木のようなザラザラした質感のフィラメントを用意すると、レイヤーラインをうまく隠すことができます。

滑らかなフィラメントは、実際に表面を滑らかにし、ラインを目立たなくします。

6.モデルの向きを調整する

モデルの向きも、3Dプリントのレイヤーラインを減らすのに役立つ重要な要素です。 モデルの最適な向きがわからないと、レイヤーラインが目に見えてわかるようになることがあります。

レイヤーの高さやノズルの直径を小さくするほどの効果はありませんが、これまでの要素を実行した上で、この要素を追加することで、レイヤーラインのない3Dプリントを実現することができるのです。

もうひとつ、XY平面とZ軸のどちらで解像度を上げるかですが、XY平面の解像度はノズル径で決まり、その開口部から線状に材料が押し出されるからです。

Z軸では、各レイヤー、つまりレイヤーの高さを見ますが、家庭用の3Dプリンターでは0.07mmまで下げることができるので、XY平面に比べて解像度はかなり細かくなりますね。

つまり、レイヤーラインをできるだけ少なくしたい場合は、細かい部分が縦軸（Z軸）に沿って印刷されるようなモデルの向きにすることが必要です。

• アーチ状の形ではなく、最も水平な平面を作るような方向で使用するようにしたい
• モデルの向きに角度がないほど、レイヤーラインは目立たなくなるはずです
• 相反する方向性があるため、最適な方向性の要素をバランスさせるのはかなり難しいかもしれない

例えば、彫刻の顔の模型のようなものです。 このような顔の模型は、細部にまでこだわる必要があるため、縦に印刷したいものです。

これを斜めや水平に3Dプリントすると、同じレベルのディテールを得るのは難しいでしょう。

7.温度変化を避ける

特にABSなどの素材をプリントする場合は、温度変化を避けることも重要な要素です。

フィラメントは熱に反応して膨張・収縮するため、温度変化が大きいと印刷品質が低下し、レイヤーラインが目立ちやすくなる可能性があります。

そのため、冷却に適した温度が得られず、表面が荒れたままになってしまい、線が見えるようになってしまうのです。

• 前述したように、印刷環境は寒すぎず、安定した動作温度を確保しましょう。
• 温度変動を制御するPIDコントローラーが動作していることを確認する（以下の動画で確認できます）

温度変化の問題が解決されれば、線模様が目立たなくなり、より滑らかなプリントを見ることができるようになるはずです。

8.オーバーエクストルージョンを修正する

これは、温度が高すぎてフィラメントが通常より多く溶けている場合、また、押出倍率や流量が変更され、通常より高い値になっている場合などに起こることがあります。

フィラメントの押し出しが速くなったり、液体が多くなったりすると、過剰に押し出されることになり、3Dプリントの品質や、特にレイヤーラインのない3Dプリントにはあまり良い影響はありません。

この過剰な押し出しは、プリント面に多くのフィラメントを堆積させるようになります。

次のレイヤーが押し出される前にレイヤーが冷却されるのに十分な時間がないため、レイヤーがより見えるようになります。

必要なのは、以下の手順です：

• 最適な印刷温度になるまで、押出機の温度を徐々に下げます。
• 温度タワーを実装して、フィラメントで異なる温度をテストすることができる
• 冷却ファンが正常に動作しているか確認する
• スピードと温度は密接に関係しているので、温度が高ければスピードも上げることができます。

その他のレイヤーラインを消す方法

3Dプリントのレイヤーラインを消すには、後処理が有効です。 YouTubeやネットで見かける、とても滑らかな3Dプリントモデルは、様々な技術で平滑化されていることがほとんどです。

それらのテクニックは、大抵の場合、次のように集約されます：

• プリントのサンディング：レイヤーラインを取り除き、パーツを滑らかに仕上げることができます。 サンディングペーパーには様々なレベルがあり、より細かい仕上げが可能です。 また、ウェットサンディングを使用すると、より輝きを増すことができます。
• 磨く：3Dプリントを磨いて滑らかに見せることができます。 最も広く使われているポリッシュスプレーの1つはRustoleumで、どのハードウェアストアでも手に入ります。

ただ、記事をまとめると、レイヤーラインを減らすには、レイヤーハイトを小さくして、ノズル径を小さくするのが一番いい方法だと思います。

その後、温度設定を調整し、部屋全体の温度設定をコントロールし、高品質なフィラメントを使用することをお勧めします。

また、3Dプリンターが十分に調整され、メンテナンスされていることを確認し、機械的な問題によってプリントの品質が悪くならないようにしましょう。 さらに、ポストプロセッシングを実施することで、プリントを滑らかにすることができます。

この記事のアクションポイントに従えば、レイヤーなしの3Dプリントへの道は開けるはずです。