なぜフィラメントが切れ続けるのか?
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3D プリンターのフィラメントが破損していませんか? 3D プリントをする多くの人がこの問題に取り組んでいます。フィラメントは、製造時だけでなく、保管、ロード、印刷時にも破損します。破損したフィラメントは不便なだけでなく、印刷物や廃棄品に問題があることも示しています。フィラメント破損の問題のほとんどは、原因を特定すれば解決できます。主な原因とその解決策を考えてみましょう。
1. フィラメントが破損する材料関連の原因
フィラメントの強度と 一生 破損は品質と状態に直接左右されます。内容物自体を詳しく調べると、破損の原因がわかるようになります。
低品質の素材
低品質のフィラメントには汚染物質が含まれていたり、適切な品質管理の下で製造されていなかったりするため、通常はすぐに破損します。これらのフィラメントは、小さな気泡や成分の不均一な混合により、壊れやすく、折れやすくなります。
湿気の問題
3Dプリント用フィラメント フィラメントは自然に空気中の水分を吸収します。プリンター内で加熱された湿ったフィラメント内の水分は蒸気に変わり、小さな泡を発生させて材料を弱めます。印刷時にポンポンという音やパチパチという音が発生する場合があります。これはフィラメントが水分を吸収しすぎていることを示しています。
経年変化と保管の影響
時間が経つと、特に不注意に保管すると、フィラメントは脆くなります。数か月または数年間空気にさらされた古いフィラメントは柔軟性を失い、切れる可能性が高くなります。スプールの保管期限が過ぎている場合は、未開封でも劣化する可能性があります。
直径の問題と製造上の欠陥
優れたフィラメント スプールの直径は、全周にわたって一定である必要があります。直径が異なると、フィラメントが切れる可能性のある弱い部分が生じます。製造上の欠陥の指標には、次のものがあります。
- 表面のざらつきや凹凸
- 目に見える色の変化
- 目に見える、または感じられる厚さの変化
- 脆い部分と正常な部分が混在している
通常、これらの材料の問題は、同じスプール内の複数の場所でフィラメントが繰り返し破断するという形で現れます。これらの問題が発生した場合は、信頼できるサプライヤーから新しいフィラメントのスプールを使用することをお勧めします。
2. フィラメントが破損する保管と取り扱いの問題
適切な保管と慎重な取り扱いは、フィラメントの寿命に大きな違いをもたらします。多くの破損は、材料がプリンターに届く前にどのように保管され、取り扱われるかによって発生します。
保管場所が悪い
地下室、ガレージ、温度が変化する部屋では、フィラメントはすぐに損傷します。劣悪な環境に短時間さらされただけでも、材料は弱くなります。理想的な範囲である 20 ～ 25°C (68 ～ 77°F) 外で保管されたフィラメントは、脆くなることがよくあります。
過度の湿気への曝露
湿度が高いとフィラメントが急速に劣化し、材料の破損の主な原因となります。
- PLAは数日以内に脆くなる
- ナイロンは数時間で印刷できなくなる
- PETGは徐々に強度が失われる
- TPUは印刷中に泡立つ可能性がある
乱暴な取り扱いによる損傷
フィラメントに損傷を与える一般的な事故:
- スプールの落下
- フィラメントを自由に巻き戻す
- 絡まったフィラメントを強制的に分離する
- 未解決の問題を放置する
絡まって折れ曲がった糸巻き
交差したり絡まったりしたフィラメントは、印刷中に切れる可能性のあるストレス ポイントを生み出します。ユーザーが印刷の合間にスプールのサイド ホールで緩んだ端を固定しないと、絡まりが生じることがよくあります。これらの絡まりを無理にまっすぐにすると、永久的な弱点が生まれます。
光と熱によるダメージ
直射日光や明るい人工光はフィラメントを急速に分解します。窓の近くや明るい店内の照明の下で短時間でも紫外線にさらされると、フィラメントは脆くなります。近くの機器や日光からの熱も、材料を歪ませたり弱めたりする原因になります。
3. フィラメント破損の原因となるプリンターの設定
理想的な状態であっても、不適切なプリンター設定によりフィラメントにストレスがかかり、破損する可能性があります。多くの場合、これらの設定を少し変更するだけで、頻繁に発生する破損の問題に対処できます。
温度が高すぎる、または低すぎる
推奨範囲を超える温度で印刷すると、フィラメントが過度に柔らかくなり、弾力性が増します。通常、ノズルに詰まりが発生し、物質が化学的に分解し始めます。逆に、温度が低すぎると、層が互いに正しく分離されません。押し出し機は冷たいフィラメントを押し出すために強く押す必要があり、高圧下で破損の原因になります。
印刷速度エラー
高速印刷 フィラメントに過度の負担をかける 印刷中に、プリンターが予期しない方向転換をすると、これらの素早い動きによって材料に衝撃が加わり、材料に負担がかかります。押し出し機のモーターも、ノズルからフィラメントを素早く十分に押し出すのに苦労します。溶融プラスチックは、正しく流れるのに十分な時間がないまま圧力が蓄積され、破損につながる可能性があります。
引き込み距離と速度が正しくない
不適切な引き戻し設定により、繰り返しのストレスによりフィラメントに弱い部分が生じます。極端な引き戻し距離または速度により、フィラメントの表面が削られる可能性があります。引き戻しにより、加熱されたフィラメントがプリンターのより冷たい部分に押し上げられると、脆い部分が生じます。不適切な設定で継続的に前後に動かすと、最終的に材料が劣化してひび割れが発生します。
冷却ファンの速度が間違っている
印刷中のフィラメントの強度は、冷却ファンの速度に直接影響されます。冷却が不十分だと材料が過度に柔らかくなり、冷却が過剰だと印刷された各層が脆くなりすぎます。こうした温度のばらつきにより、製造された製品に内部張力が発生します。冷却のタイミングも重要です。冷却が早すぎたり遅すぎたりすると、次の層との結合度合いが変わり、材料全体の強度に影響します。
4. フィラメントの破損につながるハードウェアの問題
あなたの身体の部品 3Dプリンター 時間の経過とともに摩耗したり損傷したりする可能性があります。これらのハードウェアの問題により、印刷中にフィラメントが破損する余分なストレスが生じることがよくあります。
ノズルの詰まりまたは摩耗
ノズルが部分的に詰まると、押し出し機は通常よりも強くフィラメントを押し出さなければなりません。また、金属ノズルは徐々に摩耗し、ざらざらした部分ができたり、変形したりします。これらのノズルの問題による余分な抵抗により、フィラメントにストレスがかかり、ついにはフィラメントが折れてしまいます。定期的なクリーニングとノズルの定期的な交換により、これらの問題のほとんどを防ぐことができます。
損傷した押出機ギア
押し出しギアはフィラメントをつかんでプリンターに押し込みます。時間が経つと、ギアの歯が磨耗したり、プラスチックの破片がたまったりします。ギアがフィラメントの経路とずれることもあります。どちらの問題もギアの滑りやつかみが不均一になる原因となり、フィラメントに破損が発生する弱い部分ができてしまいます。
劣化したボーデンチューブ
の ボウデンチューブ フィラメントを押出機からホットエンドに導きます。熱と摩擦により、チューブの滑らかな内面が徐々に損傷します。溶けたフィラメントの小片が内部に付着することもあります。これらの問題により、フィラメントがチューブ内を移動する際の抵抗が増加します。摩擦が加わると、材料に余分な負担がかかり、破損につながります。
熱クリープの問題
熱クリープは次のような場合に発生します ホットエンドの温度が冷却ゾーンまで上昇する。これにより、想定よりも長い溶融ゾーンが作成されます。フィラメントが早期に軟化し始めるため、詰まりが発生し、破損の可能性が高くなります。適切な冷却とヒートブレークのメンテナンスにより、ヒートクリープの問題を防ぐことができます。
摩擦の大きいポイント
フィラメント パスのどこかに鋭い曲がり角や粗い部分があると、摩擦点が生じます。フィラメントは、引き込み動作のたびにこれらの部分にこすれます。わずかな摩擦でも時間の経過とともに蓄積され、繰り返し接触することでフィラメントが弱くなります。フィラメント パス全体を定期的にチェックすると、これらの問題箇所を見つけて修正するのに役立ちます。
5. アクティブプリンティングに影響を与える環境問題
適切な設定で良質の材料を使用していても、稼働中のプリンターの周囲の状況によってはフィラメントが破損する可能性があります。これらの要因は、保管中だけでなく、実際の印刷プロセス中に最も重要になります。
印刷中の急激な室温変化
プリンター周辺の急激な温度変化により、綿密に制御された加熱ゾーンが乱れます。冬にドアが開いたり、午後の日差しがプリンターに当たったりすると、マシンは加熱を絶えず調整する必要があります。これらの急激な変化により、フィラメントは異なる温度領域を移動する際にストレスを受けます。材料は通常よりも膨張と収縮を起こし、弱点や破損につながります。
プリンタ周辺の乱れた空気の流れ
稼働中のプリンターの周囲で直接空気が流れると、深刻な問題が生じます。プリンターに吹き付けるファンや AC 通気口により冷却が不均一になり、フィラメントにストレスがかかります。印刷の重要な瞬間に部屋のドアが開くと、温度変化によって層が誤って冷却される可能性があります。また、この空気の流れによってほこりが運ばれ、印刷中にノズルが詰まる原因となり、部分的に塞がれた開口部からフィラメントが強く押し出されます。
作業台の振動による損傷
プリンターを支える表面は、印刷の安定性に大きく影響します。共有の作業台は、他の機器からの振動をプリンターに直接伝えます。軽量または不安定なテーブルは、わずかな動きでも増幅する可能性があります。他のマシンが近くで動作している場合、その振動が床や壁を伝わり、プリンターを揺らします。これらの絶え間ない小さな動きは、マシンを通過するフィラメントにストレスを与えます。
印刷ジョブ中の静電気
印刷プロセスでは、有害な静電気が発生することがよくあります。フィラメントがプリンターガイドを高速で移動すると、静電気は蓄積されます。 静電気冬の乾燥した空気や暖房の効いた部屋では、この状態がさらに悪化します。帯電したフィラメントは印刷中にほこりを引き寄せ、プリンターの金属部品に付着することがあります。こうした静電気の問題により、フィラメントがプリンター内で不規則に動き、余分なストレスがかかって破損につながります。
6. 3Dプリント中にフィラメントを切断するスライサー設定
スライサー ソフトウェアは、プリンターがフィラメントをどのように移動し、押し出すかを制御します。スライサーの設定が間違っていると、良質の材料と適切にメンテナンスされたプリンターを使用していても、余分なストレスが発生し、フィラメントが折れる可能性があります。
ノズルの層の高さが正しくありません
ノズルのサイズに合わないレイヤーの高さ設定は、プリンターの負担を大きくします。レイヤーが薄すぎると、プリンターはフィラメントを非常に小さな隙間に押し出さなければなりません。高さがノズルに対して大きすぎると、プリンターは大量の材料をあまりにも速く押し出します。どちらの場合も、フィラメントが押し出し機を通過するときにフィラメントに負担がかかります。
問題のある充填パターンと密度
角が鋭い高密度の充填パターンでは、プリンターの方向が突然変わります。充填率が非常に低いと、サポート領域間に大きな隙間ができます。充填密度を高く設定しすぎると、プリンターは狭いスペースに材料を過剰に配置させます。これらの充填の問題により、さまざまなセクションを印刷するときにフィラメントに不均一な圧力がかかります。
サポート設定が不足しているか弱い
サポート設定が適切でないと、プリンターは空中に印刷したり、長い隙間を橋渡ししたりします。プリンターはサポートされていない領域にフィラメントを押し込もうとするため、ノズルに逆圧がかかります。サポートがモデルから離れすぎると、フィラメントはポイント間で伸びます。これらの印刷ギャップにより、システムを通過するフィラメントに余分な負担がかかります。
不正確な材料フローレート
流量設定が間違っていると、プリンターがノズルから押し出すフィラメントの量が変化します。流量が高いと、押し出される材料の量が多すぎて圧力が高まります。流量が低いと、押し出し機がフィラメントを押し出すのに多くの作業が必要になります。どちらの場合も、押し出し機のギアでフィラメントに負荷がかかり、摩耗や破損につながります。
過酷なプリンタ移動経路
急激な加速と急激な方向転換は、フィラメントを揺さぶります。プリンターがパーツ間を速く移動すると、突然停止したり、突然起動したりします。角がきつい複雑な形状の場合、プリンターの速度と方向が急激に変化します。これらの急激な動きは、フィラメントとプリンターの両方に負担をかけ、押し出し機の破損を引き起こすことがよくあります。
フィラメントの破損を防ぐための重要なメンテナンス手順
プリンターと材料を定期的に手入れすることで、最も一般的なフィラメントの問題を防止できます。これらの予防策は、破損や印刷の失敗を修復するよりも時間がかかりません。
毎週のプリンタメンテナンスタスク
プリンターの主要部品を毎週清掃してください。押出機のギアを拭いてフィラメントの破片を取り除きます。ボーデン チューブの接続部に隙間や動きがないか確認します。ノズルを針で清掃し、摩耗がないか確認します。プリンターのフレームとレールを軽く拭くと、汚れが可動部品に影響するのを防ぐことができます。
プリント間のフィラメントの適切なケア
使用していないときは、フィラメントを新鮮な乾燥剤とともに密閉容器に保管してください。保管する前に、フィラメントの端を斜めに切り、スプールの端の穴に固定してください。各スプールを開いた日付を記録し、特別な乾燥手順を書き留めてください。 材料によって保管場所も異なる - PLA は室内保管が可能ですが、ナイロンの場合は密閉された箱が必要です。
月次ハードウェアチェックと調整
ベルトの張りとプーリーの位置合わせを月に 1 回チェックします。ベアリングやモーターから異常な音が聞こえないか確認します。フレームとプリント ヘッドの緩んだネジを締めます。プリント ベッドが高速移動中に水平に保たれているかどうかをテストします。摩耗や損傷の兆候が見られるノズルは交換します。これらの定期的なチェックにより、フィラメントが破損する前に問題を検出できます。
新素材の印刷温度テスト
新しいフィラメントを入手したら、たとえ使い慣れたブランドのものであっても、温度タワー テストを実行します。まずはメーカーの推奨範囲から始めます。どの温度で層接着と表面仕上げが最適になるかを記録します。各スプールの設定を記録しておきます。適切な温度データがあれば、一般的な印刷の問題の多くを防ぐことができます。
定期的な印刷品質監視
すべての印刷の最初の層を注意深く観察します。ノズルからフィラメントがどのように流れるかに注目します。押し出し機からのクリック音や擦り音がないか聞きます。完成した印刷物に一貫した層ラインと充填パターンがあることを確認します。問題の初期兆候は、フィラメントが破損し始める前に印刷品質に現れることがよくあります。
フィラメント破損の問題を今すぐ解決しましょう!
フィラメントの破損は修復可能な問題です。良質の材料を使い、密閉容器に保管してください。プリンターを風通しの悪い安定した部屋に設置してください。プリンターを定期的に清掃し、毎月部品を点検してください。適切な温度と速度設定を使用してください。破損が発生した場合は、考えられる原因を一つずつ確認します。適切なケアと正しい設定により、フィラメントは丈夫に保たれ、良好な印刷が行えます。