ファーストレイヤーの問題を解決する方法

3Dプリントのファーストレイヤーには、さまざまな問題があり、モデルにさらなる問題を引き起こす可能性があります。今回は、ファーストレイヤーに関するよくある問題を取り上げ、その解決に役立つ記事を書くことにしました。

ファーストレイヤーの問題を解決するには、ビルドプレートをきれいに整え、表面への密着性を高めることが重要です。また、フィラメントの密着性を高めるために、表面にテクスチャーがあるPEIなどのより高度なベッドサーフェスを使用することもできます。ベッド温度や初期流速などの設定を微調整します。

ファーストレイヤーの問題を解決するための情報は、このまま読み進めてください。

ファーストレイヤーが荒れているのを修正する方法

プリントの最初の層が粗くなるのは、通常、過剰な押し出しとプリントベッドの水平が不十分なためです。また、プリントベッドとノズルの距離が小さすぎる場合にも発生します。

これを解決するための方法をご紹介します。

プリントベッドを正しく水平にする

プリントベッドが水平でない場合、プリントの一部が他の部分より高くなり、高い部分でノズルが引きずられ、表面が粗くなります。

このような事態を避けるために、プリントベッドを適切に水平にする必要があります。ここでは、その方法を説明します。

今回使用する方法は、人気YouTuberのCHEPさんによるもので、Gコードを使ってプリントヘッドをプリントベッドの隅に移動させ、簡単にレベリングを行うものです。

まず、CHEPからレベリングG-Codeファイルをダウンロードします。これは、レベリング時にプリンターが移動する場所を指示するものです。
Gコードを3Dプリンターに転送して実行します。
プリンターが自動原点復帰し、最初のレベリング位置に移動します。
最初のレベリング位置で、ノズルの下に紙を滑らせる。
ノズルと用紙の間にわずかな摩擦が生じるまで、プリントベッドのスプリングを調整してください。ただし、用紙をスライドさせて取り出すことはできるはずです。
完了したら、プリンターのレジュームを押してください。プリンターが自動的に次のレベリングする場所に移動します。
次の場所でも、ベッドの四隅と中央が正しく水平になるまで、この手順を繰り返します。

このセンサーは、材料を押し出す際にノズルの高さを測定し、自動的に調整するため、最初のレイヤーをきれいに仕上げることができます。

押出機のE-Stepsをキャリブレーションする

3Dプリンターには、コマンドを送ったときの正確な動きを決める「エクストルーダーステップ/mm」という設定があります。 3Dプリンターの中には、この設定がエクストルーダーに対して少し高すぎるために、フィラメントが多く押し出されてしまうものがあります。

エクストルーダーのE-Stepsとファーストレイヤーのキャリブレーションは、プリントのファーストレイヤーの荒れを解決する方法の一つです。では、どのように実行すればよいかを見てみましょう。

ステップ1： まず、3Dプリンターから以前のE-stepsの設定を取り出します。

ステップ2： テストフィラメントの印刷温度までプリンターを予熱する。

ステップ3： テスト用フィラメントをプリンターにセットします。

ステップ4： フィラメントが押出機に入るところから110mmの範囲をメートル法で測り、シャープペンやテープで印をつける。

ステップ5： ここで、コントロール画面の設定から、プリンターで100mmのフィラメントを押し出す

ステップ6： エクストルーダーの入り口から、先ほどマークした110m地点までのフィラメントを測定します。

10mmの精度で測定できれば、プリンターは正しくキャリブレーションされています（110-100）。
測定値が10mm以上または10mm未満の場合、プリンターはそれぞれ押し出し不足または押し出し過多となります。

押し出し不足を解消するにはEステップを大きくし、押し出し過ぎを解消するにはEステップを小さくする必要があります。

ステップ/mmの新しい値を得る方法について見てみましょう。

ステップ7： Eステップの新しい正確な値を求めます。

実際に押し出された長さを求めます：

押出された長さ＝110mm-（押出機から押出後のマークまでの長さ）

この式を使って、新しい正確な1mmあたりのステップを求めます：

正確な段数/mm = (古い段数/mm × 100) 押出された実際の長さ

これで、お使いのプリンターで正確なステップ/mm値を得ることができました。

ステップ8： 正確な値をプリンターの新しいEステップに設定します。

ステップ9： 新しい値をプリンターのメモリーに保存します。

e-stepsのキャリブレーション方法を視覚的に説明する以下のビデオをご覧ください。

フィラメントとノズル径が正しくセットされていることを確認する

実はスライサー内でフィラメント径やノズル径を設定することができるんです。

これらの値がスライサーで正確でない場合、プリンターは押し出すフィラメントの量を間違って計算してしまいます。ですから、ファームウェアで正しく設定するようにしてください。

その方法をご紹介します：

ノギスで10カ所ほどフィラメントを測り、平均値を求めます（製造誤差を補正するため）。
Curaのスライサーを開き、以下のようにクリックします。 プリンター
タブの下で、「」をクリックします。 プリンターの管理

お使いのプリンターを選択し 機械設定

マシンの設定」で、「」をクリックします。 エクストルーダー1
を変更します。 対応素材径 の値を、先ほど測定した値に変更します。

フィラメントを変更した場合は、最適な材料が押し出されないため、忘れずに調整してください。

摩耗したノズルチップを交換する

また、ノズルの先端が摩耗している場合、特に頻繁に目詰まりを起こすと、1層目の品質に影響を及ぼし、プリントの表面を引きずってざらざらした質感になり、誰も望まないような仕上がりになります。

そこで、ノズルに摩耗や蓄積、目詰まりの兆候がないか点検し、目詰まりが見つかった場合は、ノズルを十分に洗浄し、問題がなければ再度使用してみてください。

調子が悪い場合は、ノズルを新品に交換して結果を確認してください。

また、ノズルの摩耗を確認する方法として、ノズルが空中にある状態でフィラメントを押し出し、下方向にスムーズに材料が押し出されるか、それともカールし始めるかを確認する方法も面白いです。

Amazonでは、0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8 & 1mmのノズル径のLUTER 24Pcs MK8ノズルのようなものが販売されているようです。

印刷速度を落とす

高速で印刷すると、表面が荒れたり、ファーストレイヤーが薄くなったりすることがあります。ファーストレイヤーの品質をできるだけ高めるには、印刷速度を遅くしてください。 20mm/秒 この印刷速度の値は、Curaのデフォルトに設定されているはずです。

良いベッド面を使用する

PEIサーフェスを試したところ、接着の問題や印刷の失敗の多くを解決することができました。

関連項目: エンダー3（プロ、V2、S1）で炭素繊維を3Dプリントする方法

Amazonの「HICTOP Flexible Steel Platform with PEI Surface」を試してみることをお勧めします。これは、特定の3Dプリンタに合うように多くのサイズがあり、接着剤などの追加の接着剤がなくても、素晴らしいベッドの接着を得ることができると述べています。

また、3Dプリントの角が丸くなる反りの問題も解決しています。

詳しくは、「3Dプリントで完璧なファーストレイヤーを得る方法」の記事をご覧ください。

ファーストレイヤーの波紋を修正する方法

3Dプリントの第一層の波紋を修正するには、まずベッドを正しく水平にする必要があります。ノズルが近すぎたり遠すぎたりすると、第一層が不均一になって波紋が発生します。 0.05mmの高さの違いでも波紋が発生します。 BL-Touchなどのオートレベリングデバイスを利用するとよいでしょう。

印刷の最初のレイヤーに波紋が見られる場合、ベッドがホットエンドに近いことが原因だと思われますが、過剰な押し出しや高速印刷によって生じることもあります。

これを解決する方法を紹介しましょう。

ベッドを正しく水平にする

プリントベッドを水平にした後、ノズルが近すぎるとフィラメントが出るスペースがなくなり、フィラメントが波打つように押し出されることになります。

これを解決するには、紙（厚さ0.1mm程度）を使って、ベッドを正しく水平にしてください。

Zオフセットでノズルを高くする

プリントベッドを水平にした後、ノズルがベッドに近すぎるために、リップル効果が発生する場合があります。これは、レイヤーハイトを大きくしているときに、厚みの小さいカードや紙でベッドを水平にした場合に起こります。

CuraでZオフセットを指定することで、この問題を解決することができます。以下、その方法について説明します：

まず、Cura MarketplaceからZ-offsetプラグインをダウンロードする必要があります。

オープン マーケットプレイス

プラグインをクリックし、表示されるまで下にスクロールします。 Zオフセット設定 .

インストールし、Curaを再起動する

ここで、適切なZオフセットを設定します。

印刷設定］で、以下を選択します。 ビルドプレート接着剤
ビルドプレートの接着の下に、Zオフセットの値が表示されます

のような値でスタートします。 2mm で増減させることができます。 0.01mm-0.04mm 最適な値に達するまで、刻々と変化します。
ただ、増やせばノズルが高くなり、減らせばノズルが低くなることは覚えておいてください。

下押出し倍率

もし、最初のレイヤーの波やさざ波が、かなり目立つ隆起になっていることに気づいたら、それは過剰押出の可能性があります。これを解消する最善の方法は、押出機のEステップを再キャリブレーションすることです。

しかし、もっと簡単な方法で、1層目の押し出し倍率を下げることができます。その方法は以下の通りです：

Curaの中でファイルを開く
印刷設定］タブの下にある材料
修正する必要があるのは、その値です。 初期レイヤーの流れ
検索バーで検索することも可能です

にあるのが普通です。 100%. で減らしてください。 2% を増やし、問題が解決されるかどうかを確認します。

印刷速度を落とす、冷却をオフにする

低速で印刷することで、波紋のような印刷欠陥が発生することなく、層を適切にセットし、冷却することができます。

また、1層目をプリントする際には、冷却ファンをオフにする必要があります。これにより、プリントの冷却が遅くなり、1層目が反らずに適切にセットされます。

3Dプリントに最適なプリントスピードとは？完璧な設定と、完璧なプリントを得る方法冷却とファンの設定については、私の記事で確認してください。

ファーストレイヤーのスクイッシュを修正する方法

3Dプリントの最初のレイヤーのつぶれを直すには、レイヤーの高さがノズルの直径の75%以上になっていないか、ノズルが損傷していないか、詰まっていないかを確認してください。 Zオフセット、初期レイヤー高、初期レイヤー幅などの設定を調整するとよいでしょう。また、ベッドまたはプリント温度が高すぎないか確認してください。

ファーストレイヤースキッシュとは、ホットエンドによってファーストレイヤーがビルドプレートに押し込まれる度合いのことで、ビルドプレートの密着性を高めるために非常に重要な要素です。

素晴らしいファーストレイヤーと滑らかなボトム面のためには、適度なスキッシュが必要です。しかし、場合によっては、スキッシュが多すぎたり少なすぎたりすると、象の足、レイヤーのつぶれ、ベッドの接着不良などの問題につながることがあります。

ここでは、最高のファーストレイヤースキッシュを得るための方法を紹介します。

ベッドの掃除と反りのチェック

プリントベッドをよく準備することで、最初のレイヤーに優れたスクイッシュを提供することができます。プリントの間に、IPAなどの溶液でプリントベッドをクリーニングし、残留物を除去することを忘れないでください。

また、反りのあるベッドでは、どんなに水平にしても良い層を作るのは難しいので、ベッドに反りがないか点検し、可能であれば修理・交換をしましょう。

歪んだ3Dプリンターのベッドを直す方法を学ぶという記事をチェックしてください。

適切なファーストレイヤー設定を使用する

ファーストレイヤーは、Zオフセット、イニシャルレイヤーハイト、イニシャルレイヤーワイドの3つの設定が、スクイッシュの質を決める重要な役割を果たします。

Z-オフセットを調整する

ベッドとノズルの距離です。理想は、以下のような値です。 0.25mm プリントベッドを紙で水平にした後

しかし、もし最初のレイヤーがベッドにうまく「つぶされて」いない場合は、-で調整することができます。 0.04mm また、オーバースクイーズが発生する場合は、次のように修正します。 +0.04 のインクリメントを使用します。

Curaで調整するか、ベッドスプリングを利用してプリントベッドを移動させることができます。

レイヤーの初期高さ

名前の通り、1層目の高さです。良いスクイッシュを得るためには、この高さを正しく設定することが重要です。

Curaでは0.4mmノズルの場合、デフォルト値は0.2mmですが、これを増やすと 0.24 - 0.3mm を使えば、より良い下地ができますし、周りの 60-75% ノズル径の

初期レイヤー幅

レイヤーの幅を大きくすることで、レイヤーの線と線が混ざり合い、より美しいスクイッシュを実現できます。

関連項目: Blenderは3Dプリンティングに適しているか？

の間で設定することができます。 110% と 140% 0.4mmノズルの場合、初期レイヤー線幅は通常100%ですが、0.44mmや0.48mmに増やして様子を見ることができます。

プリント温度を調整する

逆に、ノズル温度が低すぎると、フィラメントがうまく溶けず、ビルドプレートの接着がうまくいかなくなることがあります。

そのため、これらの問題が発生した場合は、ノズル温度を下げるか上げるか、で試してみてください。 5⁰C をインクリメントして、変化があるかどうかを確認します。

完璧な印刷＆amp;ベッド温度設定を得る方法についての記事をチェックしてください。

Z軸コンポーネントの点検と修理

Z軸の部品に不具合があったり、キャリブレーションが不十分だったりすると、1層目以降にZ軸が浮き上がりにくくなり、その後の層がつぶれて象の足のようになることがある。

このような事態を避けるために、Z軸の部品が良好な状態であることを確認する必要があります。ここでは、そのためのヒントを紹介します。

Z軸のリードスクリューがまっすぐなら掃除する。取り外し、平らなテーブルの上で転がして、ゆがみがないか確認する。
リードスクリューには、潤滑のためにPTFEオイルを少し塗布してください。
Zモーターカプラのネジがしっかり締まっていることを確認する。
Zガントリーのローラーの偏心ナットが固すぎないか確認します。自由に転がらないのが理想ですが、Zガントリー上で少しの力で動かせる程度に緩んでいることが必要です。

Z軸の問題を解決するためのヒントについては、私の記事「Z軸の問題を解決する方法」をご覧ください。

ベッドの温度を下げる

もしプリントがプリントベッドにうまくはまりすぎて、象の足、丸みを帯びたエッジ、粗いエッジなどの欠陥が発生している場合、プリントベッドの温度に問題がある可能性があります。

で、ベッドの温度を下げてください。 5⁰C ただし、メーカーが指定した範囲から外れないように注意してください。ビルドプレート温度、およびビルドプレート温度イニシャルレイヤーを変更すると、最初のレイヤーをよりコントロールすることができます。