3Dプリンターの押し出し不足を解決するためのガイド

何時間も待ってやっとプリントが終わったのに、ビルドプレートから外してみるとがっかり……。モデルは弱く、隙間だらけで、表面はザラザラして糸引きだらけ。この一般的で厄介な問題には名前があります ― アンダーエクストルージョン（Under-Extrusion）。

幸いなことに、これはほとんどの場合修正可能です。アンダーエクストルージョンにはいくつかの原因がありますが、段階的に確認することで診断し解決できます。このガイドでは、その手順をシンプルに解説します。簡単なソフトウェアの確認から、必要なハードウェアメンテナンスまで、あなたの3Dプリンターを再び完璧に動作させるための方法を紹介します。

3Dプリントにおけるアンダーエクストルージョンとは？そしてその見分け方

簡単に言えば、アンダーエクストルージョンとは 3Dプリンター が必要な量のフィラメントを押し出せていない状態です。プリンターヘッドは正しい経路を動いていますが、十分な材料を敷設していないため、痩せたようなプリントになります。これは見た目を損なうだけでなく、モデルの構造的な強度を大きく低下させます。

以下はアンダーエクストルージョンを起こしている3Dプリンターの典型的な兆候です：

• レイヤー間に隙間がある。
• レイヤー全体が抜け落ちている。
• 非常に薄く、脆弱または不完全なインフィル構造。
• 表面がザラザラしており、穴やピットが目立つ。
• プリント品が脆く、強度が不足している。

まずはここから：スライサー設定がアンダーエクストルージョンを引き起こしていないか？

工具を使う前に、必ずスライサーの設定を確認してください。これは最も効率的な出発点で、調整も簡単で、多くの場合これだけで問題が解決します。スライスソフトの不適切な設定は3Dプリントの不具合のよくある原因です。

3Dプリンターのハードウェアが原因か？

スライサー設定を確認して問題がない場合、次に行うべきは3Dプリンターの物理的なハードウェアの点検です。これらの機械的な問題は押し出し不良の非常に一般的な原因です。

ノズルの詰まりを確認

• 確認ポイント: 完全な詰まりよりも部分的な詰まりの方が多い。ノズルから出るフィラメントが横に曲がったり、手動で押し出すときに異常な抵抗を感じる場合がある。
• 解決法: 「コールドプル」を実施する。ノズルを加熱し、少量のフィラメントを手で押し出してから半分ほど冷却し、強く引き抜く。これで内部の異物を一緒に除去できることが多い。

エクストルーダーアセンブリを点検

• 確認ポイント: 歯付きのホブギアがフィラメントの粉で詰まり、滑っている場合がある。また、テンションアームが緩すぎたり、逆にきつすぎる場合もある。
• 解決法: 真鍮ブラシでギアの歯に詰まったゴミを取り除く。テンションスクリューを調整し、フィラメントをしっかりと保持するが、潰さない程度にする。

フィラメント経路を確認

• 確認ポイント: スプールが絡んでいないか、またはボーデンチューブが鋭角に曲がっていたり、摩耗が見られたりする。
• 解決法: スプールが自由に回転できることを確認する。ボーデン方式の場合、急な曲がりを避け、摩耗しているPTFEチューブは交換する。

フィラメント自体が隠れた原因か？

ソフトとハードのチェックで問題が見つからない場合、フィラメント自体が原因である可能性があります。品質の低いフィラメントや、保存状態が悪いフィラメントは、多くのトラブルの要因になります。

問題: 直径の不均一

• 症状: 押し出しが不均一で、部分的に良い部分と悪い部分が混在する。
• 解決法: デジタルノギスでフィラメントの複数箇所を測定。メーカー公称の許容差（例：±0.03mm）を超える変動があれば、品質不良フィラメントとして交換する。

問題: 湿気を含んだフィラメント

• 症状: プリント中にノズルから「パチパチ」という音がする。プリント表面がザラザラして層間の接着が悪い。
• 解決法: 専用のフィラメント乾燥機を使い、メーカー推奨の条件で乾燥させる。保管時は乾燥剤入りの密閉容器に入れて湿気を防ぐ。

まとめ：アンダーエクストルージョンを克服して自信を持ってプリントしよう

アンダーエクストルージョンの解決は一見難しく感じるかもしれませんが、体系的に取り組めば十分可能です。簡単な確認（スライサー設定）から始め、次に物理的要因（ハードウェアやフィラメント）を見ていくことで、効率的に根本原因を特定して修正できます。

家庭用3Dプリンターも他の精密工具と同じように、最適な性能を保つには定期的なメンテナンスとキャリブレーションが必要です。アンダーエクストルージョンのような問題をトラブルシュートするスキルは、3Dプリントの重要な一部です。一度習得すれば、毎回安定した強く美しいプリントを得られるでしょう。

アンダーエクストルージョンに関するFAQ

Q1. リトラクションが速すぎたり強すぎたりすると、なぜアンダーエクストルージョンが起こるのですか？

リトラクションが速すぎたり強すぎたりすると、溶けたプラスチックがホットエンドの冷たい部分に引き戻されます。再びプリントを始める際、ノズル先端にプラスチックが戻るまでに遅れが生じます。その結果、小さな隙間や突起が発生し、トラベル移動中にアンダーエクストルージョンとなります。

Q2. スライサーに誤ったノズル径を入力すると原因になりますか？

はい。例えば、0.6mmノズルを装着しているのに、スライサーが0.4mmと認識している場合、ソフトは小さい径に合わせたフローを計算します。結果、プリンターは大きいノズルが本来出せる量よりもはるかに少ない材料しか押し出さず、非常に弱いプリントになります。

Q3. 「ヒートクリープ」とは何ですか？どうやってアンダーエクストルージョンにつながるのですか？

ヒートクリープは、ホットエンドが十分に冷却されず、熱がノズルから上方向へ伝わる現象です。フィラメントが誤った場所で柔らかくなり、膨張してヒートブレーク内で詰まります。この摩擦が蓄積し、やがて完全な詰まりを引き起こし、アンダーエクストルージョンが悪化して最終的に押し出しが止まります。

Q4. プリントが最初はうまく始まるのに、途中から材料が出なくなるのはなぜですか？

時間経過とともに悪化する問題であることが多いです。フィラメントスプールの絡まりが徐々に強くなることもあります。また、1時間ほど経ってからヒートクリープが発生する場合や、エクストルーダーギアがプラスチック粉で詰まり、徐々にフィラメントを掴めなくなる場合もあります。

Q5. なぜBowden方式のプリンターではPTFEチューブがアンダーエクストルージョンを引き起こすのですか？

フィラメントはPTFEチューブ内を前後に動くため、特に接続部付近で溝が形成されます。これが摩擦を増加させ、フィラメントがスムーズに流れなくなります。エクストルーダーモーターの力が不足し、結果としてアンダーエクストルージョンが発生します。