3D造形のブロブとゼブ:壁面の小さな突起の直し方

押し出しの開始と停止で、毎回跡が残る理由

3Dプリンターは、プラスチックを途切れない1本のビードとして積んでいくわけではありません。外周のループが終わるたびに、エクストルーダーが止まり、ノズルが移動し、別の場所で押し出しが再開します。Simplify3Dのトラブルシューティングガイドによると、ほとんどのエクストルーダーは、稼働している間はとても均一に押し出します。ばらつきが出るのは、エクストルーダーをオフにして再びオンにするたびです。その一瞬の押し出しの急増が、壁面に余分なプラスチックの小さな突起を残します。メイカーはこれをブロブ、またはジットと呼びます。

Prusa Knowledge Baseは、同じ現象をシームの観点から説明しています。スパイラル花瓶モードで造形する場合を除き、すべての外周ループはどこかで始まり、どこかで終わらなければなりません。その開始点と終了点が、目に見える可能性のある縦のシームを作ります。ジット、レイヤーシーム、スカーとも呼ばれます。鋭い角のない円筒形の物体では、シームははっきり目立ちます。角のくっきりした箱形のパーツでは、ほとんど消えることもあります。

調整を始める前に、期待値を整えておきましょう。Prusaは率直に述べています。FDM造形では、シームをなくすことはできず、常にある程度は見えるのです。このガイドの目標は、シームを目立たなくすることであり、見えなくすることではありません。一方、孤立したブロブは、スライサーのいくつかの的を絞った変更によく反応し、本当の成果が得られるのはそこです。

ノズルを観察：盛り上がりは開始時と終了時のどちらに出るか？

スライサーで何かを変更する前に、プリンターが動く様子を観察してください。Simplify3Dは、表面の不具合を診断する最良の方法は、各外周が造形される様子をじっくり観察することだと述べています。単純な問いを立ててください。エクストルーダーが外周を始めた瞬間に、突起が現れるのか。それとも、ループが終わり、エクストルーダーが止まろうとしているときになって初めて現れるのか。

この観察ひとつで、どの設定を触るかが決まります。開始位置のブロブは、プライミングの出しすぎを示しています。再開時にエクストルーダーがプラスチックを押し出しすぎているのです。終了位置のブロブは、ノズル内にまだ圧力が閉じ込められていることを示しています。ツールヘッドが減速している間も、プラスチックが流れ続けるのです。この2つの問題は対処法が異なり、次の2つのセクションで順に取り上げます。混同しないでください。

診断のあいだは、本番のモデルではなく、無地のテストオブジェクトを造形してください。単純な円柱や立方体なら、形状に気を取られることなく、シームとその突起を見つけやすくなります。見えるのが壁面の突起ではなく、パーツの2か所をつなぐ細い毛のような糸なら、それは糸引きで、対処はシームではなくリトラクション設定から始まります。

ループの開始点のダマ：再開距離を見直す

エクストルーダーは、移動の前にフィラメントをリトラクションすると、造形を再開する前にそのフィラメントを押し戻さなければなりません。押し戻しすぎると、余剰分が外周の開始位置に載ってしまいます。Simplify3Dによると、これを制御する設定はExtra Restart Distance(追加リスタート距離)と呼ばれます。停止時に使うリトラクション距離と、再開時に使うプライミング距離との差を設定するものです。

Simplify3Dは具体例を挙げています。リトラクション距離が1.0 mm、追加リスタート距離が-0.2 mm(マイナス記号に注意)の場合、エクストルーダーは停止するたびに1.0 mmリトラクションします。しかし再開時には、ノズルにプラスチックを0.8 mmしか押し戻しません。このわずかな不足分が、その間ににじみ出た材料に相当します。ガイドは、ループの開始位置で不具合が出なくなるまで、この値を調整するよう勧めています。

ほかのスライサーでも、リトラクションやプライミングに関連した名前で似た設定が用意されているので、お使いのソフトで同等のものを探してください。まずエクストルーダーの種類に合った基本のリトラクション距離と速度を整え、そのあとでリスタート量を微調整しましょう。パラメーターは一度にひとつだけ変更し、同じテストオブジェクトを再度造形して、壁面を並べて比較できるようにします。

ループの終点のダマ：コースティング、ワイプ、リトラクション回数の削減

ノズルが外周を終えるところで突起が出るなら、原因はホットエンド内にたまった圧力です。Simplify3Dの答えはコースティングです。外周の終わりの少し手前でエクストルーダーをオフにし、ループの最後の区間で圧力を逃がします。ガイドには、コースティング距離は通常0.2〜0.5 mmの間で目に見える効果が出ると記されています。少しずつ増やしてください。

ボーデン方式では、駆動ギアとノズルの間のチューブが長いため圧力がより高くなり、静止した状態でのリトラクションはブロブを残しやすくなります。Simplify3Dはこの場合に、移動しながらのリトラクションを勧めています。Wipe Nozzle(ノズルワイプ)をワイプ距離5 mmから始めて有効にし、続いてワイプ動作中にリトラクションを行うオプションをオンにします。ノズルはリトラクション中も動き続けるので、ブロブができるような静止の瞬間がありません。

最良のリトラクションは、行わないことである場合もあります。Simplify3Dは、開けた空間を横切るときだけリトラクションするオプションを勧めています。にじみがモデルの内側に落ちて、誰の目にも触れなくなるからです。移動経路を輪郭の周囲に回り込ませるオプションと組み合わせれば、ノズルが外周を横切る回数が減り、リトラクションが減り、ジットができる機会も減ります。

始点を隠せる継ぎ目の位置を選ぶ

孤立したブロブを抑えられたら、残るのはシームそのものです。Prusa Knowledge Baseによると、PrusaSlicerは「レイヤーと外周」の下にいくつかのシーム位置戦略を用意しており、一部はエキスパートモードでしか表示されません。Nearestは、現在の層の最も近い端にシームを置きます。鋭い角のあるモデルでは、事実上目に見えなくなります。スライサーがまず凹んだオーバーハングのない頂点を探し、次に凸の頂点を探し、それでもなければ別の場所に決めるからです。

Alignedは同じ候補選びのロジックを使いますが、前の層の開始位置に最も近い点を選びます。その結果、パーツの上まで1本の直線的な縦のシームが走り、視界から外す向きに置きやすくなります。Rearは、Alignedと同様に動作しながら、シームをベッドの奥へ寄せます。Prusaは、特定の向きで展示する造形物に勧めています。

Randomは、層ごとに異なる点を選びます。Prusaによると、シームは目立ちにくくなる一方で、表面は滑らかさを失い、壁面に小さなジットが散らばり、全体の強度は上がります。角のあるパーツではあまり意味がなく、NearestかAlignedのほうが優れた仕事をします。角のない滑らかな円柱では、Randomは妥当な選択です。ほかのほとんどのスライサーも、似た名前で同等のシームオプションを備えています。

継ぎ目がまだ見える場合：スカーフシーム、フロー、リニアアドバンス

Prusaはスカーフジョイントについても解説しています。急に止めるのではなく、ループの開始と終了を、層の全高まで徐々に上がるスロープに沿って重ね合わせます。Prusaによると、これによって、特に曲面でZシームが見えにくくなり、パーツ全体の強度も向上します。代償は造形時間が長くなることで、鋭い角やオーバーハングでは効果が下がります。デフォルトでは、スカーフは滑らかな外周にのみ適用され、高さの変化は1 mmのセグメントに分割されます。

それでもシームが目立つなら、流量を見直してください。Prusaは、シームの見え方に直接影響する2つの設定を挙げています。押し出し倍率とLinear Advanceです。Prusa標準のプロファイルでは、すでに調整済みです。カスタムプロファイルでは、押し出し倍率を少し下げ、Linear Advanceをキャリブレーションしてみてください。当サイトの3Dプリンターのキャリブレーションのガイドで、その手順を順に説明しています。全般的な過剰押し出しが起きている造形物は、シームをどこに置いても太いシームになります。

最後の手段は花瓶モードです。Prusaは、シームを完全に回避できるものの、外周は1周のみ、インフィルなしに制限されると念を押しています。装飾用の中空の造形物には向いていますが、荷重を支えるパーツには向きません。

出典と限界

• Simplify3D — ダマとツブ
• Prusa Knowledge Base — 継ぎ目の位置

当サイトはメーカーとコミュニティの資料を整理したもので、これらの製品を自分たちで実測したわけではありません。お使いの機種の取扱説明書が、一般的なガイダンスより優先されます。