強度と信頼性の高い3Dプリントパーツを作るには、レイヤーの接着と適切な結合が必要です。 これがないと、パーツのレイヤー分離、分割、剥離が発生する可能性が高く、簡単に言えば、レイヤーがくっつかないということです。

3Dプリントでレイヤーを密着させることは、自慢できるプリントを成功させるために重要です。 このレイヤー分離を引き起こす主な問題がいくつかあるので、もしあなたが経験しているなら、次の記事がこの問題の解決に役立つはずです。

3Dプリントでレイヤーを密着させるには、プリント温度の上昇、プリント速度の低下、冷却ファンの調整、流量の増加など、スライサーの一連の調整を行うのが一番です。 これらの設定は、プリンターキャリブレーションテストで試行錯誤してください。

この問題を解決するために必要な、より詳細な情報があります。 これらの設定を試行錯誤する方法と、プリンターのキャリブレーションテストについて説明しますので、この重要な情報を得るために読み続けてください。

なぜ3Dプリンターのレイヤーがくっつかないのか？

3Dプリンターのレイヤーがくっつかないことを「レイヤー剥離」とも呼びますが、これはファンシーな表現です。

これは、3Dプリントしたレイヤーが物理的に均等に重ねられない場合に起こる現象ですが、様々な原因が考えられます。 通常は、フィラメントの溶融が適切に行われていないことが原因です。

フィラメントが理想的な粘度や流動性を持って流れる必要があるため、フィラメントが適切な温度で流れなければ、レイヤーがくっつかなくなる可能性があるのです。

それ以外では、冷却による急激な温度変化、押し出し不足、3Dプリントした層が定着して互いに結合するのに十分な時間を与えていないことなどが挙げられます。 押し出し不足の問題を解決することで、間違いなく解決できます。

必要な高温で押し出された層は、冷えて収縮し、下の層に圧力をかけることがあります。 高温で冷却すると、その圧力が高まり、層の分離を引き起こすことがあります。

スライサーの設定を少し変えるだけで、3Dプリントのレイヤーがくっつかないことを解決できるはずです。

この問題を解決するためにできることに直接踏み込んでいきます。

3Dプリントのレイヤー接着の問題を解決する方法

1.印刷の温度を上げる

この問題を経験するほとんどの人に有効な解決策は、プリントとノズルの温度を上げることです。 フィラメントが十分に溶けて、互いに適切に接着する必要があるため、高い温度はそのプロセスを助けることになります。

温度タワーを作って、印刷中に温度を徐々に変化させるのがベストです。 5℃刻みで変化させ、印刷層が密着するスイートスポットを見つけるといいでしょう。

3Dプリンターのフィラメントは、かなり広い範囲で使える温度がありますが、ブランドや色などによっては、違いが出てきます。

温度タワーを使えば、たった1回のプリントで最適な温度にできるはずです。

私が使っている温度計は、ThingiverseのgaaZoleeによるSmart Compact Temperature Calibration Towerです。 これは、他の温度計がかさばり、プリントアウトに時間がかかるという理由で作られました。

層間接着のテストプリントとしても最適です。

こちらはコンパクトで、多くの素材に対応できるように作られており、オーバーハンド、ブリッジ、ストリンギングなどのキャリブレーションテストを1つのタワーにまとめて収録しています。

実はCuraのアップデートで、温度タワーを直接生成できるようになったので、その方法を以下のビデオでご覧ください。

温度は層の密着性に確実に影響を与えるので、3Dプリントの際、特にフィラメントを交換する際には、この点に注意してください。

2.ファンの回転数を調整する。

冷却ファンが最適な効率で動作していない場合、3Dプリントがくっつかない原因になることは間違いありません。 他の方法で解決できない場合は、これが原因である可能性があります。

この場合、3Dプリンター専用のダクトのようなものをプリントして、冷気を直接プリントに当てることができます。 プリントの温度が大きく変化するのではなく、一定の温度になるようにするのです。

3Dプリンティング・コミュニティで有名なNoctua NF-A4x10ファンは、Amazonで購入することができます。

現在、5つ星のうち4.7、2,000件以上の個人顧客評価を受けており、そのほとんどが3Dプリンターユーザーの仲間たちによるものです。

静かな冷却ファンであるだけでなく、最適な冷却とスライサーで簡単にコントロールできるパワーを実現するために作られています。

ABSのような素材では、ファンを完全にオフにすることで反りを抑え、印刷を成功させることができる場合があります。

ナイロンやPETGも冷却ファンが苦手な素材なので、冷却ファンの使用率を30％程度に抑えることをお勧めします。

3.フィラメントを乾燥させる

3Dプリントのレイヤー接着の問題は、フィラメント自体が環境から水分を吸収した場合に発生します。 3Dプリント用の熱可塑性フィラメントは吸湿性があることをご存じない方が多いようです。

幸いなことに、オーブンや専用のフィラメント乾燥機を使えば、フィラメントから水分を取り除くことができます。 多くのオーブンでは、低温でのキャリブレーションがあまり良くないので、温度が正確であることが分かっていない限りは、オーブンでの使用はお勧めしません。

将来的に3Dプリントをする予定がある人は、フィラメント乾燥のためにAmazonでSUNLUフィラメントドライヤーを手に入れることができます。

3Dプリントのレイヤーの接着を良くするために、フィラメントをフィラメントドライヤーに適切な温度で指定時間入れてください。

4.フローレートを上げる

流量アップは対症療法的な意味合いが強いので、すぐに実行することはできませんが、レイヤーの結合を助けるという意味ではかなり有効です。

流量や押出倍率を上げると、より多くのフィラメントが押し出されることになり、プリント層同士の密着性が高まり、層間剥離が少なく、層間結合が強くなります。

プリントレイヤーを分離しないようにするためには、プリント1枚あたり5％程度の増加で十分だと思います。

また、押し出し幅を通常のノズル径以上にすることで、フィラメントの収縮に対応することができます。

3Dプリントの壁面剥離（3Dモデルの外装にレイヤー分割やレイヤー剥離が発生すること）などの問題を解決することができます。

5.印刷速度を遅くする

3Dプリンターの温度が層分離の原因になるのと同じように、印刷速度も原因になります。

次の層が来るまでに、プリント同士を落ち着かせる時間が必要です。

プリントの接着に時間がかかると、層間剥離やデラミネーションが発生することがあるので、ぜひ試してみてください。

印刷速度を少しずつ落としていくのですが、10mm/s程度で十分です。

3Dプリンターユーザーが通常こだわる速度があり、それはプリンターによって異なります。 私が持っているカジュアルなエンダー3では、40mm/s～80mm/sの間でうまくいっていますよ。

また、スピードキャリブレーションのタワーもあり、自分の理想の印刷速度を探して印刷することができます。

私が使っているスピードタワーは、ThingiverseのwscarltonによるSpeed Tower Testです。 開始速度20mm/sで、タワーの12.5mm上で印刷速度を変更します。 印刷速度を変更するには、スライサーに「Tweak at Z」の指示を設定することができます。

6.レイヤーの高さを低くする

この方法は、あまり知られていませんが、レイヤーがくっつかないように修正する方法です。 ノズルの直径によって、推奨される通常のレイヤー高さがあります。

ある時点で、新しい層は前の層と接着するのに必要な接着圧を持たなくなります。

3Dプリントのレイヤーが接着していない場合、レイヤーの高さを下げることで適切な結果を得ることができますが、これは原因的な修正というよりも症状的な修正なので、これを行う前に他の修正を試してみることをお勧めします。

ノズル径が0.4mmの場合、レイヤーの高さはノズル径の15％～25％程度にするとうまくいきますが、ここでは20％程度を目安にします。

0.4mmノズルの場合：

0.4mm * 0.2 = 0.08mm (20%)

ノズル径の0.4mm-0.08mm＝0.32mm（80％）です。

つまり、0.4mmのノズルの場合、20％減ると0.32mmの層高になります。

1mmノズルの場合：

1mm * 0.2 = 0.2mm (20%)

ノズル径の1mm-0.2mm＝0.8mm（80％）。

つまり、1mmのノズルの場合、20％減ると0.8mmの層高となる。

レイヤーの高さをこれ以上にすると、前のレイヤーとの密着度が低くなります。 これを見落とす人が多いので、レイヤーが密着していないようなら、この方法を試してみてください。

7.エンクロージャーを使用する

前述したように、多くの3Dプリント素材にとって、プリント温度が一定であることは理想的です。 外的要因によって、レイヤーの分割やプリントレイヤーの分離が起こる可能性があるため、プリントに悪影響を及ぼさないようにしたいのです。

PLAはこうした外部からの影響を受けにくいのですが、隙間風や窓から入ってくる風によってPLAが反ってしまったことがあります。 エンクロージャーはそうしたものからプリントを守るのに最適で、より質の高いプリントを提供できる可能性があります。

Crealityの防火・防塵防滴エンクロージャーは、保護性能、ノイズ対策はもちろんのこと、何よりプリントレイヤーの貼り合わせを軽減する定温プリント環境を提供することができます。

ご好評につき、大型の3Dプリンターにも対応できるよう、拡大版もご用意しました。

PLAや他のフィラメントで3Dプリントの層分離が起きている場合、エンクロージャーを使用すると、温度がより安定するので、素晴らしい解決策になります。

8.ドラフトシールドの設定を使用する

Curaには、3Dプリントの周りに壁を作るドラフトシールドという実験設定オプションがあります。 この目的は、プリントの周りに熱風を閉じ込め、反りや剥離の問題を解決することなので、今回の主な問題のために特別に作られました。

以下のビデオの最初のセクションでは、このDraft Shieldのオプションについて説明していますので、興味のある方はチェックしてみてください。

この記事を読んで、3Dプリントが印刷中に分離してしまうというイライラを解決してください。 少し試行錯誤すれば、この問題を解決して、素晴らしいプリントを手に入れることができるはずです。

3Dプリントについてもっと知りたい方は、「3Dプリンターでできる25のベストアップグレード」や「3Dプリントしたパーツは強いのか？ PLA、ABS、PETG」をご覧ください。