3Dプリントの横線：Zバンディングを診断し、層ずれを除外する方法

バンディングと層ずれ：まったく異なる2つの欠陥

3Dプリントの側面は、何百もの個々の層の積み重ねです。すべてが正常に動作していれば、層は1つの滑らかな面に溶け合います。Simplify3Dが指摘するように、1つの層だけでも不具合があれば、たいてい外側から線や筋として見えます。Simplify3Dが例に挙げる15層ごとに1回のように、こうした線が一定間隔で繰り返されるなら、それがZバンディングです。

層ずれはまったく別物です。Simplify3Dの説明によると、ほとんどのプリンターはオープンループで動作しており、ツールヘッドが実際にどこにあるかのフィードバックを受け取りません。ヘッドが位置を見失うと、それ以降に造形されたものはすべて、それまでの部分からずれます。パーツ上では、XまたはYにきれいな段差として現れ、通常は一度だけです。バンディングの場合、パーツの位置は揃ったままで、表面だけが波打ちます。対処法にはほとんど共通点がないため、プリンターから部品を外し始める前に見極めておく価値があります。本当にずれている場合は、層ずれガイドでチェックリスト全体を確認できます。

パーツを読み取る：3つの質問

1つ目：パーツの位置は揃ったままですか？エッジに爪を滑らせてみてください。上の部分が片側にはみ出した鋭い段差があれば、層ずれです。位置ずれのない細かい筋であれば、バンディングです。2つ目：線は等間隔ですか？いくつかのバンドの間隔をノギスで測り、スライサープロファイルの積層ピッチと比較します。間隔が常に同じ層数になる場合は、周期的な原因が疑われます。

3つ目：バンドはパーツの全周を一周していますか？Simplify3Dは、1つの層だけが他より幅広く、または厚く出来上がり、すべての面の同じ高さに線が残るケースを説明しています。1つの面だけ、角の直後に現れる波打ちは、リンギングの可能性が高く、ゴースティングとリンギングのガイドで扱っています。最後に、円柱や中空タワーのようなシンプルな基準パーツを造形すれば、自分のモデルの形状に惑わされずに表面を評価できます。

押し出しが不安定：まずフィラメントを疑う

Simplify3Dによると、側面に線が出る最も一般的な原因はフィラメントの品質不良です。直径が厳しい公差に収まっていないと、そのばらつきが壁面に現れます。Simplify3Dは目安として、スプール上で直径がわずか5%ばらつくだけで、押し出された樹脂の幅が最大0.05 mm変わりうると示しています。その幅の広い層が線として見えるのです。

最も手早いテストは、スプールの交換です。プロファイルの他の部分はそのままにして、別のブランドまたはロットで同じ基準パーツを再造形します。バンドが消えたり位置が変わったりすれば、フィラメントが原因です。ついでに、疑わしいスプールの直径をノギスで数か所測りましょう。ドライブギアの滑りなど、流量を不均一にする要因は他にもあります。壁が薄い、隙間があるといった症状も出ているなら、押し出し不足ガイドで切り分けられます。なお、フィラメントのばらつきが完全に一定のリズムに従う理由はありません：毎回まったく同じ間隔で現れるバンドは、むしろ次の2つの原因を示唆します。

ホットエンドの温度変動とPIDチューニング

ほとんどのプリンターは、PIDコントローラーでホットエンドを制御しています。Simplify3Dの説明によると、これが適切に調整されていないと、温度が時間とともに上下に変動することがあり、PIDコントローラーの仕組み上、その変動はしばしば正弦波のような周期的なパターンになります。温度の高い樹脂は低い樹脂とは流れ方が異なるため、層がわずかに異なって出来上がり、壁面に筋ができます。

Simplify3Dの基準は明快です：適切に調整されたプリンターは、エクストルーダーを+/-2度以内に保てるはずです。造形中に、プリンターの画面、Webインターフェース、またはソフトウェアのマシン制御パネルで温度グラフを観察してください。それより大きく変動するなら、PIDを再調整する時期です。正確な手順はマシンとファームウェアによって異なるため、Simplify3Dが推奨するとおり、メーカーの指示に従ってください。PIDチューニングは、3Dプリンターのキャリブレーションガイドの他の手順と並んで紹介されています。便利な見分け方として、温度が原因のバンドは、温度が急変せず徐々に上下するため、機械的なバンドよりも柔らかく現れたり消えたりする傾向があります。

Z軸とベッド：機械的な原因

押し出しと温度を除外したら、Simplify3Dは機械的な問題を指摘しています。造形中にベッドがぐらついたり振動したりするとノズルの位置が変わり、一部の層がわずかに厚くなって筋ができます。もう1つのよくある原因は、Z軸のねじ棒が正しく位置決めできていないことで、バックラッシュやモータードライバーのマイクロステップ設定の不備によるものです。Simplify3Dは、ベッド位置のわずかな変化でも、すべての層の品質に大きな影響を与えうると述べています。

作業台でプリンターの電源を切った状態で、ベッドを軽く押し、何も動かず、すべての締結部が締まっていることを確認します。Z軸移動中のねじ棒を観察してください：引っかかりや固い箇所がなく、滑らかに回るはずです。どのスプールを入れても毎回同じ間隔で現れるバンドは、まさにこの部分を示しています。バックラッシュ、マイクロステップ、交換部品については、フォーラムで拾った汎用的な調整ではなく、プリンターメーカーのドキュメントに従ってください。

本当に層ずれの場合：代わりに確認すべき箇所

パーツにきれいな段差が出ている場合は、別の考え方が必要です。Simplify3Dが最初に疑うのは、ツールヘッドの移動が速すぎることです。モーターが追従できず、カチカチという音が聞こえることが多く、その時点以降はすべてずれてしまいます。Simplify3Dは、テストとして移動動作も含めて造形速度を50%下げること、そして高度な設定に慣れていればファームウェアで加速度を下げることを提案しています。

問題が続く場合、原因は機械的または電気的なものです。ベルトが緩いとプーリー上で滑ることがあり、逆に締めすぎると摩擦が増えてモーターが回りにくくなります。プーリーをモーター軸に固定する止めねじ（イモネジ）が緩むと、モーターは回ってもプーリーが回りません。モーターへの電流不足や、モータードライバーの過熱でも位置を失うことがあります。これらはすべてX・Y方向の動きに関わるもので、層の積み重なりには関係しません。ですから、フィラメント、温度、Z軸を除外するまでは、等間隔のバンドを直すためにベルトを張り直し始めないでください。

出典と限界

• Simplify3D — 造形物側面の線
• Simplify3D — 層ずれ（機械的原因との照合）

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。