3Dプリントで発生する層抜けの直し方：完全ガイド

もし3Dプリントに隙間や欠落部分が見られる場合、それは「レイヤー欠落」と呼ばれる問題です。これはプリンターが印刷中に1層以上の材料を敷設し損なったときに発生します。わずかな位置ずれに過ぎない「レイヤーずれ」や、接着不足によって起こる「レイヤー割れ」とは混同しないようにしてください。本ガイドでは、この問題を簡単にトラブルシューティングする方法を、最も一般的かつ簡単な解決策から紹介します。

レイヤー欠落の主な2つの原因

ほとんどのレイヤー欠落は、2つの根本的な問題のいずれかに起因します。ご自身の不具合がどちらに属するかを正しく見極めることで、大幅な時間節約になり、不要な分解を避けられます。

原因1：押出不良（フィラメントが出てこない）

最も一般的な原因で、全体の80%以上を占めます。この場合、プリンターの機械部分はすべて正常に動作し、Z軸も正しく上昇しています。しかしノズルが適切な量の樹脂を押し出さない、あるいは全く押し出さないために、プリントに空白が生まれるのです。

原因2：機械的なZ軸の不具合（プリンターが上昇しない）

こちらは頻度は低めです。Z軸の不具合では、エクストルーダーとホットエンドは正常にフィラメントを吐出できますが、垂直方向の動作に問題があります。Z軸が次の高さに上がらないため、ノズルが直前の層に重ねて押し出してしまい、押しつぶされたラインや隙間に見える欠陥、あるいはその後の層で完全な詰まりを引き起こします。

一般的な押出トラブルの対処方法

まずはここからチェックしましょう。レイヤー欠落の大多数は、スプールからノズルまでのフィラメント経路を点検することで解決できます。以下の確認手順は、簡単で一般的なものから段階的に並べています。

1. フィラメントスプールと経路を確認する

まず、フィラメントが正しく供給されているかを確認してください。スプールの絡まりは、プリントが途中で突然失敗する最も一般的な原因です。スプールがスムーズに回転し、結び目がないか確認しましょう。絡まりを見つけた場合は、結び目を超えて巻き戻し、丁寧に巻き直してください。同時にフィラメント経路全体も滑らかか確認します。ボーデンチューブの急な曲がりや制限があると、エクストルーダーモーターが引けないほど摩擦が発生します。

2. ホットエンドとノズルのメンテナンス

ホットエンドの不具合もよくある原因です。焦げたフィラメントや異物によるノズル詰まりは流れを妨げ、薄い層や欠落を生みます。「コールドプル」で異物を取り除くか、加熱中に細い針で突いて掃除できます。またヒートクリープにも注意しましょう。熱がホットエンド上部まで伝わりすぎ、フィラメントが早く軟化して詰まります。特に長時間のプリントで起こりやすいため、冷却ファンがきちんと回っているか必ず確認してください。

3. エクストルーダーメカニズムを点検する

エクストルーダー機構自体に問題がある場合もあります。まずドライブギアのテンションを確認し、フィラメントに軽い跡がつく程度に調整します。強すぎて深く食い込まないよう注意しましょう。次に、細いワイヤーブラシで歯車の歯を掃除します。樹脂粉が溜まるとグリップ力が落ちます。最後に、樹脂製のエクストルーダーアームは亀裂でテンションが失われることがあります。長期的には金属製エクストルーダーに交換するのが最善です。

4. フィラメント自体を確認する

フィラメントの状態も見逃さないでください。多くのフィラメントは空気中の水分を吸収し、加熱時に蒸発して押出不良を起こします。これは「パチパチ音」として現れることが多いです。この場合はフィラメントを乾燥させる必要があります。専用の乾燥機や食品乾燥機を使うのが理想です。また、低品質フィラメントは太さが均一でない場合があります。デジタルノギスで測定し、±0.05mm以上の誤差があれば、それが原因の可能性が高いため、高品質フィラメントに切り替えましょう。

機械的なZ軸の問題を解決する方法

押出関連の問題をすべて排除できたら、次はZ軸の垂直動作を確認しましょう。

1. Z軸の固着と調整

リードスクリューやガイドロッドがスムーズに動かないと固着が発生します。モーターのうなり音やガントリーの水平ズレが見られるかもしれません。電源を切り、リードスクリューを手で回してみて、抵抗のある箇所を探してください。修正するには、リードスクリューを無毛布で清掃し、白色リチウムグリースなどで潤滑します。スクリュー自体が曲がっていないかも確認してください。

2. Z軸モーターカップリングを締める

モーターとリードスクリューを繋ぐ小さなカップリングのイモネジが緩むと、モーターが空回りしてリードスクリューが回りません。その結果、ガントリーが上昇しなくなります。ネジを確認し、必要に応じて締め直してください。このとき必ずモーターシャフトの平面部分に締めるようにします。

3. Vスロットホイールを調整する

Ender 3のようにVスロットローラーシステムを採用するプリンターでは、ホイールがフレームに強く当たりすぎてZ軸の動作を妨げることがあります。対処するには、偏心ナットで取り付けられたホイールを探し、付属レンチでわずかに調整してください。ガントリーがガタつかず、スムーズに上下するのが理想です。

ソフトウェアチェック：スライサー設定

ソフトが主因になることは稀ですが、ハード面が問題なければ次の2つの設定を確認してください。

• リトラクト距離：大きすぎると溶けた樹脂が冷却部に引き込まれ、一時的な詰まりが発生します。1mm減らしてテストしてみましょう。
• Zホップ／Zリフト：ノズルを移動時に持ち上げる機能ですが、不具合で層の隙間を生むことがあります。テストとしてZホップを無効にしてみてください。

これらの簡単なソフト確認で解決することもあります。それでも隙間が残る場合、問題はほぼ間違いなくハードかフィラメントです。

最終チェックリスト

原因が特定できない場合は、20mmキャリブレーションキューブのような小さなテストプリントを行い、注意深く観察しましょう。以下のリストを参考にしてください。

• フィラメント経路の確認：最初の数層でスプールがスムーズに回り、絡みがないか確認する。
• ノズルの音を聞く：「パチパチ」や「シュー」という音がしないか確認。湿気たフィラメントの典型的な兆候です。
• エクストルーダーギアを確認：ギアが安定して回転しているか、滑ったり削ったりしていないか観察する。
• 手動で詰まりを確認：プリントを一時停止し、ノズルが熱い状態で手動で押し出してみて、スムーズに出るか確認する。
• 隙間が出たらすぐ停止：層が飛んだらすぐ電源を切り、カップリングの緩みやZ軸の固着を確認する。
• ソフト問題を排除：最後の手段として、信頼できる初期設定プロファイルで再スライスする。

この能動的な診断プロセスにより、症状と根本原因を直接結び付けることができます。本ガイドで紹介した各原因を一つずつ確認・排除することが、最も効果的な解決方法です。

3Dプリンターの積極的なケアを習慣に！

このガイドで示したように、レイヤー欠落は解決可能な問題であり、多くは小さな機械的トラブルや押出不良に起因します。修理方法を知るのも重要ですが、定期的なメンテナンスと、常に乾燥した高品質フィラメントを使用することが、失敗を防ぐ最良の方法です。これにより、安定した成功率の高いプリントを実現できます。