ファーストレイヤーエッジのカールを修正する方法 - エンダー3 & More

Roy Hill 17-05-2023
Roy Hill

3Dプリントでは、ファーストレイヤーのエッジがカールしたり、反ったりする問題が発生することがあります。 この記事では、Ender 3や他のマシンを問わず、3Dプリンターでファーストレイヤーのエッジのカールを修正する方法について詳しく説明します。

ファーストレイヤーエッジのカールを解消するためには、ファーストレイヤーのセッティングを工夫し、ビルドプレートの密着性を高める必要があります。 ビルドプレートの温度を上げることで、フィラメントの密着性を高めることができます。 また、ベッドのレベリングをしっかりと行い、エンクロージャーを使って印刷することも有効です。

これが使える基本的な答えですが、もっと詳しく知りたいことがあるので、続きを読んでみてください。

    なぜファーストレイヤーのエッジはカールするのか?

    プリントベッド上の3Dモデルの一部がプリント後に急激に冷えて収縮することで発生する「反り」が、1層目のエッジをカールさせる主な要因となっています。

    この収縮の結果、パーツがビルドプレートから剥がれ、上に向かってカールしてしまうことがあります。 このような現象が起こる原因をいくつか挙げてみます。

    • 低ビルドプレート温度
    • 冷却設定の誤り
    • プリントベッドの水平が取れていない
    • 外気ドラフト
    • ビルドプレートが汚れている
    • ビルドプレート密着性不良
    • プリントノズルの目詰まり
    • 小さな第1層の高さ
    • 1層目のフットプリントが小さい

    ファーストレイヤーのエッジを修正する方法。

    プリンターのセットアップや設定を調整することで、ファーストレイヤーのカールを修正することができます。

    • ビルドプレートの温度を上げる
    • 最初の数層は冷却をオフにする
    • プリントベッドを正しく水平にする
    • エンクロージャー付きプリント
    • ビルドプレートをきれいにする
    • プリントベッドに粘着剤を塗布する
    • プリンターのノズルの詰まりを解消する
    • 1層目の高さを上げる
    • プリントにラフトとブリムを追加する

    これらをより詳しく見ていきましょう。

    ビルドプレートの温度を上げる

    ビルドプレートを加熱することで、プリントの第一層を高温に保ち、ゆっくり冷やして固めることができます。 この温度が低いと、第一層のエッジがカールしてしまうことがあります。

    3Dフィラメントの最適なビルドプレート温度は、ガラス転移温度(フィラメントが固まる温度)よりやや低い温度です。

    この温度では、素材が急激に収縮することなく、均一に冷却することができます。

    フィラメントのビルドプレート温度は、メーカーのデータシートで確認してください。 しかし、データシートがない場合は、いくつかの標準的なフィラメントのビルドプレート温度を以下に示します。

    • PLAです: 40-60°C
    • ABSです: 90-110°C
    • PETGです: 70-80°C
    • ティーピーユー : 50-60°C

    最初の数層は冷却をオフにする

    ファンによる急冷は、最初の数層はたいてい良くない。 この層は、先に述べたように、反りを避けるために、熱を保ったまま均一に冷ます必要がある。

    そのためには、最初の数層は部分冷却をオフにして、最初の層がプリントベッドに正しく密着するようにします。 反りを避けるために、すべての材料でこれを行う必要があります。

    Curaのようなスライサーは通常、デフォルトで最初の数層の冷却をオフにしています。 しかし、念のため確認はしておいた方がよいでしょう。

    Curaでパーツ冷却をオフにする方法を紹介します。

    • に進む 印刷設定
    • 印刷設定]で、選択します。 クーリング サブメニュー
    • 初期ファンスピードが0%であることを確認する

    プリントベッドを正しく水平にする

    もし、プリントの端が丸まっているのがベッドの一部分に限られているようであれば、ベッドの水平が適切でない可能性があります。

    第1層をプリントベッドに正しく密着させるためには、ノズルが第1層をベッドに押し込む、または押し込む必要があります。 適切に押し込むためには、ベッドからの高さを設定する必要があります。

    ノズルからベッドが離れすぎていると、1層目がうまくベッドに吸い付かず、フィラメントがカールしてベッドから剥がれやすくなります。

    ノズルが近すぎるとフィラメントを押し出しにくくなるので、ベッドを水平にして、ノズルが最適な距離になるようにします。

    プロからのアドバイス:Ender 3プリンターを使用している場合、ベッドスプリングをアップグレードすると、ベッドがより長く水平に保たれます。 AmazonのAokin Bed Springsは、純正スプリングより大幅にアップグレードされています。

    また、プリントベッドへの取り付けも簡単です。

    それについては、こちらの記事「エンダー3ベッドレベリングの不具合を解消する方法」で詳しく解説しています。

    エンクロージャーを使ったプリント

    冷却ファンが停止していても、部屋からの冷気の流れがあると、最初の層が急速に冷えてしまい、カールの原因になります。 室温を保てない場合は、エンクロージャーが必要です。

    エンクロージャーは、変動する部屋の温度からプリントを隔離し、プリンターの熱を逃がしません。 また、モデルをプリントするための安定した一定の温度環境を提供します。

    プリンター用に手に入る手頃な価格のエンクロージャーは、AmazonのCreality 3D Printer Enclosureです。 小型版とCR-10 V3のような大型プリンターに対応する大型版の2種類から選ぶことができます。

    関連項目: PLA、ABS、PETG、TPUに最適なビルドサーフェスです。

    また、防塵・防音・難燃性の素材を使用しているため、より安全性が高く、「印刷温度が安定した」「ガラス板の反りがなくなった」という声もいただいています。

    ドラフトシールドは、スライサーで追加できる機能で、メインプリントの反りを防ぐためのバリアとなります。

    ここでは、Curaで追加する方法を紹介します:

    • に進む 印刷設定
    • の下をくぐる。 実験的 サブメニュー
    • を検索する ドラフトシールドを有効にする
    • チェックボックスにチェックを入れ、ドラフトシールドの寸法を設定します。

    ビルドプレートのクリーニング

    プリントベッドは定期的に清掃することで、最適なファーストレイヤーを得ることができます。

    プリントベッドをクリーニングするには、次の手順で行います:

    • ベッドが取り外し可能な場合は、プリンターから取り外してください
    • ぬるま湯の石鹸水で洗う
    • 洗い流し、糸くずの出ないきれいな布でお手入れしてください
    • IPAで拭き取り、プレートに残った頑固なプラスチックを除去する。

    注意してください: ビルドプレートの洗浄後は、素手で触らないようにしてください。 手の油分がビルドプレートに付着し、接着が難しくなります。

    プリントベッドに粘着剤を塗布する

    プリントベッドに接着剤を使用すると、第1層の密着性が非常に高まります。 接着剤は第1層をビルドプレートに固定するため、冷却して収縮してもカールすることがありません。

    そのために使える良質な接着剤がたくさんあります。 そのいくつかを紹介します:

    スティックのり

    ビルドプレートの粘着力を高めるには、安価で使いやすいスティック糊がおすすめです。 プリントエリアに薄く塗るだけで、プリントの粘着力がアップするはずです。

    ベッドに使える優秀なグルースティックは、AmazonのUHUグルースティックです。 無害なブランドで、ビルドプレート接着に優れており、その後のお手入れも簡単です。

    あるユーザーは、「ABSとPLAに最適な接着剤」と表現しています。 熱いうちはプリントをプレートに密着させ、冷めるとプリントを簡単に剥がすことができるそうです。

    ヘアスプレー

    ヘアスプレーは、ベッドの接着を強化するための安価なツールです。 ほとんどのヘアスプレーが使えますが、より強力な「エクストラホールド」ブランドのものを使うと、より良い結果が得られます。

    使い方は、ベッドにまんべんなくスプレーして1分ほど放置。 ベッドについた余分なヘアスプレーをそっとなでればOKです。

    ブルーペインターズテープ

    ブルーペインターズテープも、ビルドプレートの密着性を高めるのに最適なツールです。 テープの上面が多孔質になっているので、フィラメント素材が非常に付着しやすくなっています。

    また、このテープは耐熱性があるので、プリントベッドの熱にも故障せずに耐えることができます。 この品質のDuck Release Blue Painter's Tapeは、Amazonで入手できます。

    すべてのプリントベッドの表面で効果を発揮し、また、ベッドに残らずにきれいに剥がせます。

    プリンターのノズルの詰まりを解消する

    ノズルが汚れていると、通常、詰まりや押し出し不足が生じ、ノズルが適切にフィラメントを敷き詰めることができなくなります。 ノズルからフィラメントが斜めに出てきたり、ゆっくりと出てくる場合は、ノズルの詰まりが考えられます。

    ノズルを分解して、ワイヤーブラシや小さなドリルで掃除したり、クリーニングフィラメントを通して印刷したりすることで、解決できます。

    ノズルの清掃方法は、「エクストルーダーのノズルを修理して詰まりを解消する5つの方法」を紹介した記事で確認することができます。

    初期レイヤーの高さを上げる

    レイヤーの高さを高くすると、プリントベッドとの接触面積が広くなり、反りにくくなります。

    例えば、レイヤーの高さが0.2mmであれば、ファーストレイヤーの高さは0.24mmから0.3mmにすることをお勧めします。

    プリントにラフトとブリムを追加する

    また、フットプリントが小さいと、安定性やビルドプレートの密着性が十分でないため、浮き上がりやカールが発生しやすくなります。

    ラフトとブリムは、第1層の表面積を拡大し、プリントベッド上でのグリップ力と安定性を向上させます。 その結果、第1層は反りの力により強く抵抗することができます。

    Curaでモデルに追加する方法を紹介します:

    • に進む 印刷設定
    • に行ってみてください。 ビルドプレート接着剤 サブメニュー
    • ラフトとブリムのどちらを選択するか

    3Dプリンターで最初の層しか印刷できないのを直す方法

    プリンターが1層目から突然印刷しなくなることがあり、状況によっては印刷不良につながることがあります。

    これらの問題は、以下の方法で解決することができます:

    • エクストルーダーアームのテンションを調整する
    • 押出機を冷却する
    • 冷却ファンやエクストルーダーのチェック
    • ノズルの目詰まりを点検・清掃する
    • 印刷温度を下げる
    • PTFEチューブのチェック
    • 巻き取り設定を調整する
    • STLファイルを修復する

    エクストルーダーアームのテンションを調整する

    このような場合は、アームのテンションを調整して、フィラメントをより強くつかむようにします。

    ほとんどのエクストルーダーには、テンションを調整するためのネジが付属しています。 この「エクストルーダーのテンションを簡単に調整するガイド」の手順に従って、最適なフィーダーのテンションを得ることができます。

    エクストルーダーの冷却

    高温の環境、またはエンクロージャー内で印刷する場合、余分な熱によってエクストルーダーがオーバーヒートすることがあります。 エクストルーダーモーターがオーバーヒートすると、動作が停止することがあります。

    これを解決するためには、環境の温度を下げることを試してみてください。

    押出機への出力アップ

    エクストルーダーがクリックし、フィラメントを供給するのが難しい場合は、電源の不良が原因かもしれません。 メインボードからエクストルーダーへの入力電力を増加させることで解決することができます。

    この方法については、「振動はするが回転しない押出機用モーターを修理する方法」という記事で詳しく説明しています。

    STLファイルを修復する

    STLファイルにサーフェスホールやフローティングサーフェスなどのエラーが多いと、スライスしたときに悪いGコードファイルになってしまいます。 その結果、モデルの印刷に支障をきたすことになります。

    STLファイルを修正するためのツールは、Formware、Netfabb、3D Builder、Meshmixerなど、オンライン・オフラインを問わず数多く存在します。

    これらのツールの使い方は、「印刷用のSTLファイルを修復する方法」の記事で紹介しています。

    ファンやエクストルーダーの配線を確認する

    一部のユーザーから、Creality CR-10で冷却ファンが作動した直後にエクストルーダーが停止する特異なファームウェアのバグが報告されています。 これは通常、1層目の後に発生します。

    この原因は、ファンやエクストルーダーがマザーボードの間違ったポートに接続されている可能性があります。 そのため、正しいポートに接続されているかどうかを確認します。

    また、電源が両方のコンポーネントのために十分な電力を生成できない可能性があります。 その後の層の冷却ファンを減らしたり、オフにしたりして、様子を見ることができます。

    ノズルの詰まりを確認する

    あるRedditorは、ヒートブレイクとノズルの間に隙間があるために、ノズルにこの問題があることを発見しました。

    最初の1層くらいでノズルが詰まるという問題があります。 オールメタルのエクストルーダーに変えたばかりですが、変える前にもこの問題がありました。 3Dプリントから遠ざかっているので、本当に助けてほしいです。

    この隙間からフィラメントが漏れて、ノズルの目詰まりを起こすことがある。 ノズルを分解して洗浄し、正しく取り付け直すことで問題を解決したそうだ。

    そのためには、ノズルを締め、ヒートブレイクと同じ高さにする必要があります。 ノズルの取り付け方は、こちらの記事「ノズルから漏れるフィラメントを直す方法」でご紹介しています。

    また、ホットエンドファンの送風とヒートブレイクの冷却がきちんとできていないと、ヒートブレイクでフィラメントが早期に溶けてしまい、目詰まりの原因になりますから、ヒートエンドファンの送風と冷却がきちんとできているか確認する必要があります。

    印刷温度を下げる

    印刷温度が高すぎると、フィラメントが過剰に押し出され、溶けたフィラメントをノズル内に引き込もうとする際に、ノズルが詰まることがあります。

    また、温度が高すぎると、プリンターの純正ボーデンチューブを溶かしてしまうこともあります。 そのため、必ず素材に合った温度でプリントするようにしましょう。

    素材の最適温度を知るには、メーカーのデータシートを確認するのが一番ですが、もし入手できない場合は、温度タワーを印刷して最適温度を決定することができます。

    また、以下のビデオに従って、Curaから直接Temperature Towerを作成することができます。

    PTFEチューブの点検

    PTFEチューブに傷がついていると、ノズルとの間に隙間ができ、水漏れや目詰まりの原因になります。 PTFEチューブを取り外し、端に焦げや傷がないかを確認してください。

    もし見つけたら、チューブの端を切るか(チューブの長さが十分あれば)、交換することができます。 その交換に優れているのが、Amazonの「Capricorn Bowden PTFE Tubing」です。

    関連項目: 最高の無料3DプリンターGコードファイル - どこで見つけることができるか

    カプリコーンのチューブは高品質のテフロン素材を使用しているため、他のフィラメントからの熱の影響を受けにくく、あるユーザーは250℃までの温度で問題なくモデルを印刷したと言っています。

    チューブバックを取り付ける際は、ノズルと隙間なく密着するようにしましょう。 正しい取り付け方は、こちらの動画をご確認ください。

    リトラクト設定を調整する

    引き込み設定が適切な場合、溶けたフィラメントをクールゾーンに引き戻し、詰まらせることがあります。 これを避けるには、引き込み設定が適切な範囲にあることを確認してください。

    例えば、ボーデン式押出機では4~7mm、ダイレクトドライブ式押出機では0.5~2mmが最適な引込距離とされています。

    How to Get the Best Retraction Length & Speed Settingsという記事を書きました。

    ベスト3Dプリンター ファーストレイヤーテスト

    プリンターの1層目のテストに使える簡単な1層モデルもたくさんあります。 これらのモデルをプリンターで印刷しながら、プリンターのセットアップを微調整することで、最高の品質を確保することができます。

    見てみましょう。

    CHEP ベッドレベルプリント

    YouTuberのCHEPさんが作ったモデルで、ベッドを効率よく水平にするために使えるGコードが収録されています。

    また、ビルドプレートの接着をテストする際に使用できる同心円状の四角形が、ビルドプレートのすべてのコーナーに含まれています。

    このビデオに従って使い方を学ぶことができます。

    ファーストレイヤーテスト

    このテストでは、ビルドプレート上に正方形で一連の図形を印刷します。 これらの図形の外形に過大な押し出しや過小な押し出しがないか確認することができます。

    また、シェイプ自体のインフィルラインを確認することができます。 ラインが離れている場合は、ノズルの位置が高すぎる可能性があります。

    フィラメントがうまく出ず、プレート上にかろうじて見える程度なら、ノズルが低すぎる。

    このように、最初のレイヤーをきちんと仕上げることは、その後のプリントの土台となる非常に重要なことです。

    がんばって、楽しく印刷しましょう!

    Roy Hill

    Roy Hill は、3D プリンティングの情熱的な愛好家であり、3D プリンティングに関連するあらゆる事柄について豊富な知識を持つ技術の第一人者です。この分野で 10 年以上の経験を持つロイは、3D デザインとプリンティングの技術を習得し、最新の 3D プリンティングのトレンドとテクノロジーの専門家になりました。ロイは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) で機械工学の学位を取得しており、MakerBot や Formlabs など、3D プリンティングの分野で評判の高い企業数社で働いてきました。また、さまざまな企業や個人と協力して、業界に革命をもたらしたカスタム 3D プリント製品を作成してきました。ロイは、3D プリントへの情熱のほかに、熱心な旅行者であり、アウトドア愛好家でもあります。彼は家族と一緒に自然の中で過ごすこと、ハイキング、キャンプを楽しんでいます。余暇には、若いエンジニアを指導し、人気ブログ「3D Printerly 3D Printing」を含むさまざまなプラットフォームを通じて 3D プリンティングに関する豊富な知識を共有しています。