3Dプリンターの過剰押し出し:見分け方と押し出し倍率による直し方

プリンターが、スライサーの想定より多くのプラスチックを押し出してしまう理由

FDMプリンターは信頼で成り立っています。Simplify3Dのトラブルシューティング資料によると、スライサーは描く線ごとにどれだけのフィラメントを送るかを計算しますが、ほとんどのプリンターには、ノズルから実際にどれだけのプラスチックが出ているかを監視する手段がありません。実際のフィラメント径、エクストルーダーのグリップ、特定の素材の流れ方が、スライサーの想定と異なると、ノズルは本来より多くのプラスチックを積みます。これが過剰押し出しです。

余った材料はどこかへ行かなければなりません。横に押し出され、壁面に溜まり、前の層の上に積み重なります。Simplify3Dは、この余分なプラスチックがパーツの外形寸法を台無しにすることがあると述べています。箱は設計よりわずかに大きく仕上がり、ネジ用の穴はきつくなりすぎます。

Prusa Knowledge Baseは、同じ設定の両面を説明しています。流量が多すぎると下の層に傷が残り、上面の層に不要な盛り上がりが生じます。少なすぎると、ライン同士や外周の間に小さな隙間があき、これは押し出し不足の問題です。どちらも同じパラメーターで直せますが、動かす向きが逆です。この関係を頭に入れておけば、調整を始めたときに行き過ぎずに済みます。

完成した部品に現れる過剰押し出しの見た目

まず外壁から見ます。きれいで均一なラインの代わりに、ブロブ、水平方向の波紋、ノズルが余分なプラスチックを下の層に塗り広げた小さな膨らみが見えます。壁面に爪を滑らせてみてください。ざらざらした凸凹の質感で、角や方向転換の箇所に盛り上がりがあれば、流量が多すぎることを示しています。

次に上面を見ます。Prusa Knowledge Baseによると、過剰押し出しの上面は凸凹で、外周の近くに材料が溜まりますが、適切に調整された造形物の上面は滑らかで光沢があります。Prusaは、モデルの2つの半分を接着する必要があるとき、ドーム状の面同士が平らに合わなくなるため、これが実際の問題になると指摘しています。

3つ目の手がかりは寸法です。テスト用の立方体か単純なパーツを測ってください。壁がスライサーに設定した押し出し幅より一貫して厚く、外形寸法がモデルより大きければ、有力な根拠になります。ノズルが各層の上面を引きずる音や、密な部分でエクストルーダーがカチカチ鳴る音が聞こえることもありますが、これらの音は他の問題でも出ます。証拠そのものではなく、裏付けとして扱ってください。

過剰押し出しか、別の原因か？似た症状を除外する

一見、似ている不具合がいくつかあります。エレファントフットも膨らみを作りますが、パーツがベッドに接する最下層の数層だけです。その上の壁面がきれいなら、問題は全体の流量ではなく、初期層かベッド温度にあります。

ノズルがベッドに近すぎると、初期層が潰れて広がり、縁が盛り上がりますが、この場合も不具合はパーツの底にとどまります。押し出し倍率が高すぎる場合は、最初の層から最後の層まですべての層が同じように影響を受けます。流量に手を付ける前にこの2つのケースを切り分ける方法は、当サイトの初期層ガイドで説明しています。

造形物の離れた部分の間にある細い毛や糸状のものは、過剰押し出しがひどいと悪化するとしても、糸引きとリトラクション調整の話です。また、モデルより少し大きく仕上がるパーツは、単に、スライサーで誤って拡大縮小されたモデルや、間違った寸法で設計されたモデルかもしれません。プリンターのせいにする前に、ファイルを確認してください。寸法のわかっている無地のキャリブレーション用立方体なら、1回の造形で決着がつき、以降の調整作業の基準にもなります。

スライサーで押し出し乗数を調整する

PrusaSlicerでは、この設定はExtrusion Multiplierと呼ばれ、Filament Settingsの中にあります。他のスライサーではフローと呼び、プリンターのファームウェアも、Tuneメニューの中のFlowで同じ操作を提供しています。Prusa Knowledge Baseによると、PLAの既定値は1、つまり100パーセントで、調整後の値は通常0.9から1.1の間に収まります。プリンターの画面では、同じ範囲がおよそ90から110と表示されますが、フィラメントがそれを必要とするなら、その範囲外に出ることを妨げるものはありません。

同じ情報源に、重要な点が2つあります。第一に、スライサーの倍率とファームウェアのフロー値は同じものを調整しますが、互いに影響しません。以前の造形中にプリンターでフローを少し変えていたなら、スライサーでキャリブレーションする前に基準値に戻してください。そうしないと2つの補正が重なります。第二に、Simplify3Dは方向のルールをはっきり述べています。倍率を上げることで押し出し不足が直るなら、過剰押し出しを直すには下げる、ということです。

少しずつ進めましょう。Prusaは、1回の試行ごとに値を1〜2パーセントずつ変え、毎回同じテストオブジェクトを再度造形することを勧めています。大きく下げると、ライン同士の目に見える隙間に一気に振れてしまい、今度は反対側から問題を追いかけることになります。

ノギスによる方法：1層の壁の立方体を計測する

Prusaは、似た結果にたどり着く2つの方法を文書化しています。目視による方法は、自分の目だけで足ります。Prusa標準のPLAプロファイルで、積層ピッチ0.20 mmの小さな立方体を造形し、上面を目と指先で調べます。外周の近くに材料が多すぎる：倍率を下げます。ライン同士に目に見える隙間がある：上げます。外周のすぐ際にある微細な隙間は問題ありません。

正確な方法にはノギスが必要です。Prusaのキャリブレーション用立方体をダウンロードし、プリンターが連続する1本の壁を描くように花瓶モードでスライスし、いつもの積層ピッチのまま造形します。中ほどの3か所以上で各壁の厚みを測り、測定値を平均します。補正後の倍率は、スライサーに設定した押し出し幅(Prusaの例では0.45)を、測定した壁の厚みの平均で割った値です。したがって、意図より厚く仕上がった壁からは、1を下回る値が得られます。

結果をFilament Settingsに入力し、立方体を再度造形して、もう一度測ります。たいてい1〜2回で目標に達します。最終的な値は、そのスプール用に書き留めておいてください。また必要になるからです。後でノズルを交換したり積層ピッチを変更したりしたら、以前の数値を信用する前に、スライサーの押し出し幅を再確認してください。

適切な値がスプールごとに変わる理由

Prusa Knowledge Baseによると、このキャリブレーションは、工場から届いたばかりの新しいプリンターでは必要ありません。特定の用途と特定のフィラメントで意味を持ちます。理想的な値は、素材の種類ごと、色ごとに異なり、スプールごとにも異なることがあります。ブランドを頻繁に変えたり、安価なノーブランドのフィラメントを使ったりする場合は、そのことを心に留めておくようPrusaは勧めています。

実際には、設定に一切触れていないのにスプール交換の直後に現れる過剰押し出しは、機械ではなく素材に原因があることを示しています。顔料、添加剤、直径の公差はすべて、フィラメントがホットエンドの中でどう振る舞うかを変えます。だからPrusaは、過剰押し出しを、多くのフィラメントブランドに共通するよくある問題と呼んでいるのです。

スライサーで、スプールごと、または製品ラインごとにフィラメントプロファイルを作成し、測定した倍率をそこに保存します。そうすれば、新しい箱を開けるたびにプリンター全体を再キャリブレーションする必要がなくなります。倍率を調整してもまだ壁面がぶつぶつしているなら、別のところを見てください。プラスチックをさらさらにしてしまう高すぎるノズル温度、冷却設定、摩耗したエクストルーダーなどです。当サイトのキャリブレーション概説では、順番に行う価値のある他の点検を扱っています。

出典と限界

• Simplify3D — 過剰押し出し
• Prusa Knowledge Base — 押し出し乗数のキャリブレーション

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。