上面の隙間:上面に穴が空く理由とふさぎ方

壁は問題なく見えるのに、上面が失敗する理由

スライサーは、パーツを中まで完全に詰めて造形するわけではありません。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3Dプリント品は、一部が空洞の内部をソリッドな外殻で囲む形で造形されます。インフィルが30%なら、内部のうちプラスチックは30%だけで、残りは空気です。パーツを閉じるために、スライサーは上面と下面に、指定した数の完全なソリッド層を造形します。問題が起きるのは、その上側です。

最初のソリッド層が置かれるとき、インフィルの開いた空洞を橋渡ししなければなりません。押し出されたラインはまだ柔らかいため、平らなままではなく、その隙間にたるみ込みます。次の層は凸凹の面に載ることになり、ソリッド層が少なすぎると、最後の1層でも完全には閉じません。結果として、ライン同士の隙間、小さなピンホール、あるいは上面にうっすら透けるインフィルパターンの輪郭が残ります。

壁は違います。各外周は、橋渡しするものが何もない状態で、下にある同じ外周の上に載ります。だから、側面はきれいなのに、上面がスポンジのように見える造形物ができるのです。

積層ピッチに対して必要な上面の層数

最初に確認する設定は、上面のソリッド層の数です。Simplify3Dの経験則は、上面のソリッド部分は少なくとも0.5mmの厚みが必要というものです。層数そのものは関係なく、積み重なった厚みが重要です。積層ピッチ0.25mmなら、ソリッド層2層でそのしきい値に届きます。0.1mmの細かい積層ピッチでは、同じ効果を得るのに5層が必要です。

標準プロファイルから高品質プロファイルに切り替えたときの典型的な落とし穴です。積層ピッチが小さくなるのに上面の層数は同じままなので、上面に穴が出始めます。Simplify3Dは、上面3層で問題が出るなら5層を試して結果を比べるよう提案しています。

追加のソリッド層は、パーツの外形寸法を変えません。体積の内側から取られ、インフィルに置き換わります。代償は、フィラメントと造形時間がわずかに増えるだけなので、このページで最もリスクの低い対処です。PrusaSlicer、Cura、OrcaSlicerでは、造形プロファイルの中で、上面のソリッド層またはシェルの設定を探してください。

インフィルは、上面の層を支える土台です

上面の層を追加しても表面が完全に閉じないなら、インフィル密度を見てください。Simplify3Dは、インフィルをソリッド層が造形される土台と説明しています。10%では、内部の90%が空気で、橋渡しすべき隙間が広くなります。30%から50%に上げれば、最初のソリッド層にずっとしっかりした土台ができ、渡る距離も大幅に短くなります。

パーセンテージと同じくらい、パターンも重要です。Prusa Knowledge Baseは、レクティリニアは同じ材料量でグリッドの2倍の上面サポートが得られると指摘しています。ジャイロイドはあらゆる方向に支えを与え、1つの層の中で自分自身と交差しません。この問題のために特別に設計されたパターンが2つあります。アダプティブキュービックは、壁、上面、下面の近くで密になり、中央は疎なままで、レクティリニアより約4分の1少ない材料を使います。サポートキュービックは、ソリッド層を支えるためだけに上に向かって密になり、PrusaSlicerが提供するどのパターンよりも材料の使用量が少なくなります。

大きくてほとんどが中空の部品では、全体の密度を上げるより、パターンを変えるほうが、通常フィラメントと時間の節約になります。

真の原因が押し出し不足や温度の場合

上面の層もインフィルも調整済みなのに隙間が残るなら、Simplify3Dははっきり述べています。おそらく押し出し不足の問題だ、と。ノズルがスライサーの想定より少ないプラスチックしか出していません。ラインは細くなり、隣り合うラインが接しなくなり、上面には、インフィルの空洞の上に集まる穴ではなく、規則的な溝が現れます。

温度はよくある容疑者のひとつです。装填したフィラメントに対してノズルが冷たすぎると、材料が通りにくくなり、エラーも出ないまま流量が落ちます。汎用プロファイルの値ではなく、スプールに印刷された範囲か、メーカーのデータシートを確認してください。同じ素材でも、ブランドによって異なるからです。造形温度ガイドで、その調整の進め方を説明しています。

湿ったフィラメント、フィラメント上で滑るエクストルーダーギア、部分的に詰まったノズル、低すぎる流量倍率はいずれも、同じ見た目を生みます。だから順番を守りましょう。まず上面の層、次にインフィル、最後に押し出し経路です。最初の2つを確認する前に流量を上げると、症状を隠すだけで、パーツの別の場所で過剰押し出しを招きます。

一度に1つだけ変えて確認する診断の手順

設定をひとつ変更し、同じテストパーツを再度造形して、比較します。小さな立方体か平らなプレートで十分です。上面は、デスクライトを低くかざした斜めからの光で見てください。真上からは見えない隙間も、浅い角度なら浮かび上がります。

最初の質問は、隙間はどこにあるか、です。インフィルを映したような規則的なパターンで並んだ穴は、上面の層が少なすぎるか、密度が低すぎることを示します。外周の上も含めて表面全体に走る平行な溝は、押し出し不足を示します。大きな平面の中央にだけある隙間は、パーツの大きさに対してインフィルが疎すぎることを示唆します。

2つ目は、造形中に観察することです。Prusa Knowledge Baseは、インフィルを確認する理想的なタイミングは、ソリッド層で覆われる前の、オブジェクトがまだ造形中のときだと述べています。インフィルのラインが細い、糸状、あるいは剥がれていれば、あとで何をしても上面には隙間ができます。

3つ目は、このページの順番どおり、手間のかからないものから対処を適用し、実際に何が効いたかをたどれるように、変更内容を書き出しファイルの名前に入れておきましょう。

特殊なケース：インフィル速度、パターンの選択、柔軟なフィラメント

標準的な3つの対処では解決しない造形物もあります。Prusa Knowledge Baseは、キュービックのような複雑なパターンは、きれいに造形するのが難しいと指摘しています。インフィルがガタガタになるなら、より単純なパターンを試すか、スライサーの速度セクションにあるインフィル速度を下げてください。速すぎるインフィルは不規則になり、ソリッド層もその不規則さを引き継ぎます。

フレキシブルフィラメントは独自のケースです。Prusaは、不完全なインフィルに特に弱いこれらの素材では、複雑なインフィルパターンを避け、代わりにグリッドを使うよう勧めています。TPUでは、上面の隙間は、上面の層数よりもパターンが原因であることが多いです。

Prusaが文書化しているもうひとつの落とし穴が、アラインドレクティリニアです。そのラインが最初の上面ソリッド層のラインと平行に走ると、その層は下にある空隙と同じ方向に橋渡しすることになり、ブリッジが失敗します。角度を回転させるか、パターンを変えると直ります。

最後に、別のプリンターやノズルサイズから取り込んだプロファイルには、別の積層ピッチ向けの上面層数が含まれていることがあります。深く調べる前に、プリンターメーカーの標準プロファイルに戻してください。

出典と限界

• Simplify3D — 上面の層の隙間
• Prusa Knowledge Base — インフィルのパターン
• Prusa Knowledge Base — インフィルの問題

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。