3Dプリントの反り

ビルドプレート上でプリントが反っていませんか？このページでは、プリントがビルドプレートから反り上がってしまう原因と、その解決のための診断のヒントを紹介します。

多くの場合、反りは3Dプリント中に素材が収縮することで発生します。これにより、プリントの角が浮き上がり、ビルドプレートから剥がれてしまいます。プラスチックは加熱されると膨張し、冷却されると収縮するという性質があります。

反りを防ぐための最も有効な方法は、プリントをビルドプレートにしっかりと密着させることです。密着が不十分だと、プリントが浮き上がり、角が反る原因になります。プリントをビルドプレートに確実に密着させるための方法はいくつかあります。

密着性を高めるには、プリント表面が滑らかで清潔であることが基本です。理想的には、プリント表面に油分や汚れ、指紋などが付着していない状態である必要があります。ゴミや汚れがあるとビルドプレートの表面が不均一になるため、定期的に清掃することが重要です。

*ガラス製のビルドプレートを使用している場合は、90%の消毒用アルコールで拭き取ってください。また、ビルドプレートに接着剤を使用している場合は、使用後に石鹸水とアルコール系クリーナーでしっかり洗浄してください。

プリントの最初の層は、ビルドプレートにしっかり押し込む必要があります。ノズルとビルドプレートの距離が離れすぎていると、素材が安定せず、ビルドプレートに正しく密着しません。逆に、レベリングをきつく設定しすぎると、素材を押し出す際に問題が生じる可能性があるため注意してください。

*最初の層のプリントに問題がある場合は、プリントベッドのレベリングをやり直してください。

プリントにおいて最も重要なのは最初の層です。この層の状態が、3Dプリントがプリンターのビルドプレートにどれだけしっかり密着するかを大きく左右します。最初の層が薄すぎると、ビルドプレートに密着させるための素材が不足してしまいます。また、最初の層のプリント速度が速すぎると、素材がプリンターのノズルに付着し、ビルドプレートに定着せずにベッド上を引きずられてしまうことがあります。

*スライサー設定を確認し、最初の層を厚めに設定すること、そして最初の層は低速でプリントを開始するようにしてください。

物理的なプリンターの調整に加え、スライサーソフトウェアの設定を調整して密着性を向上させることも可能です。一部のスライサーには、最初の層に小さな構造を自動生成することでプリントの反りを防ぐ「密着補助（アドヒージョンアシスト）」機能が備わっています。

• スカート： スカートは、プリントの外周を囲むように配置される素材の輪郭です。これ自体はプリントの直接的な密着を助けるものではありませんが、最初の層がプリントされる前にノズル内を素材で満たす「プライミング」に役立ちます。また、ベッドのキャリブレーションを微調整するのにも便利です。ほとんどのスライサーでは、デフォルトで自動的に生成されます。
• ブリム： ブリムはスカートと似ていますが、外周がプリント本体に接続されています。例えばカレンダーをプリントする場合、ブリムはシルクハットのつばのように見えます。通常、密着性の問題でスライサー設定を調整する際は、まずこれを試すべきです。
• ラフト： ラフトは、プリントがその上に構築されるための完成された土台です。使用するスライサーによっては、素材を節約するために隣接するライン間に隙間が設けられることもあります。プリント本体がビルドプレートに直接触れる必要がないため、多くの場合これが最も確実な選択肢です。

*プリントが反る場合は、スライサーにこれらの密着補助機能があるか確認してください。一般的なスライサーであれば上記の選択肢が用意されています。

ガラス製のプリントベッドを使用している場合は、ビルドプレート表面に接着剤を塗布してみてください。これは通常、加熱式ビルドプレートを備えたプリンターで使用される手法であり、使用する素材によって異なります。

*3Dプリント用の接着剤には多くのブランドがありますが、ヘアスプレーやスティックのりでも代用できることがよくあります。

反りを防ぐ最良の方法は、加熱式ビルドプレートを使用することです。これにより、プリント素材を固まる直前の温度（ガラス転移温度）に保つことができ、プリントが平らに維持され、ビルドプレートに密着しやすくなります。加熱式ビルドプレートを使用する際は、適切なガラス転移温度を維持するために正しい温度設定を行うことが重要です。

*プリントがビルドプレートから反り上がる場合は、ビルドプレートの温度を少し上げてみてください。これは素材ごとに適切な温度が異なります。また、赤外線温度計を使用して、ビルドプレートの全面で温度が一定に保たれているかを確認してください。

3Dプリントは、物体が不均一に冷却されることでも反りが発生します。物体が冷える際、素材は収縮しようとしますが、これによって側面全体にストレスがかかり、反りを引き起こします。反りのひどさは、使用している素材によっても異なります。そのため、反りを防ぐにはプリント全体の温度を一定に保つことが重要です。「何が温度差を引き起こすのか」という点について、原因となる事象と改善できる点を説明します。

前述の通り、加熱式ビルドプレートはプリント素材を一定の温度に保つために不可欠です。これは密着性を高めるだけでなく、プリント中を通してプリント全体の温度を一定に保つ助けにもなります。

*ビルドプレート表面が一定の温度を維持していることを確認するだけでなく、プリント中を通してプレートの温度が一定であるかを確認してください。

加熱のための機構とは別に、プリンターのヘッドには冷却のための冷却ファンが付いています。通常、このファンはプリント後半で、素材が堆積した後に変形しないよう冷却するために使用されます。しかし、このファンはプリントの最初の層では 使用すべきではありません。ファンを止めることで、最初の層を意図した温度に保ち、過度な冷却を避けることができます。

*プリントの最初の層では冷却ファンがオフになっていることを確認し、層を重ねるにつれて徐々にファン速度を上げるようにしてください。

プリンターの環境を安定かつ一貫したものに保つことは非常に重要です。周囲が冷えすぎていると、プリント中に温度が安定しなくなる可能性があります。室温のわずかな変化でさえ、プリントに影響を与えることがあります。

*プリンターを窓際や温度変化の激しい場所に置かないようにしてください。熱を逃がさないようにプリンターを囲いで覆うことで、より安定したプリントを実現しているユーザーも多くいます。

• Ultimakerサポート記事：ビルドプレートの密着性について
• All3dp記事：3Dプリントの反りに対する簡単な修正方法
• 重要なプリンター・スライサー設定