FDM方式3Dプリンターのベッド定着の重要性
FDM方式3Dプリンターでは、初層がビルドプレート（ベッド）にしっかり定着することがプリント成功の基盤となります。
ベッドへの定着が不十分であると、造形物が途中で剥がれる可能性が高くなり、プリント全体が失敗に終わることがあります。
これを防ぐには、適切な設定やベッドの管理が欠かせません。
定着不良が引き起こす問題とは
定着不良が引き起こす主なトラブルは、造形物の剥がれや反りです。
これにより、プリント途中で造形が乱れるだけでなく、最悪の場合、ノズルやフィラメントの詰まりといったハードウェアトラブルに発展することもあります。
また、プリントが終了したとしてもベース部分が平らでない、もしくは設計どおりの寸法が出ないといった問題も発生します。
主要な失敗例とその原因
ベッド定着に失敗する理由として、次の点が挙げられます：。
1. ベッドの水平が取れていない場合（ノズル高さの不適切な設定）
2. ビルドプレートの温度が適切でない場合。
3. 使用フィラメントの種類とベッド表面の相性が悪い場合。
上記の原因が、フィラメントがうまく定着せず、特に最初の層が剥がれる直接的な要因となっています。
ビルドプレートの種類とその特徴
3Dプリンターに使われるビルドプレートの種類には、ガラス、PEIシート、金属製（アルミニウム）のものなどがあります。
ガラスプレートは平らで滑らかな表面を持ちますが、定着性に乏しいこともあります。
PEIシートは多くのフィラメントとの定着性が良く、取り外しや清掃が容易な利点があります。
金属製のプレートは耐久性が高いため、長期間使用する際に適しています。
ガラス、PEIシートは家庭用３Dプリンターで使用されていて、金属製は安価な家庭用では見たことがありません。
フィラメントとプラットフォームの相性
フィラメントとビルドプレートの相性は非常に重要です。
たとえば、PLAは多くの表面で使いやすいですが、ABSでは特定の条件や粘着シートが必要になる場合もあります。
ノズル高さ（Zオフセット）の調整
ノズルとビルドプレートの距離（Zオフセット）の適切な調整は、定着性を向上させるための基本的な設定です。
この距離が近すぎるとフィラメントの押し出しが不均一になり、逆に遠すぎると定着不足が発生します。
正しく調整することで、均一かつフラットな初層を形成することができます。
オートレベリングの機能が付いた機種もあります。
手動で調整する場合は神1枚を挟み込み、わずかに抵抗がある程度に調整します。
ベッドの温度設定とその効果
適切なベッド温度の設定は、特にフィラメントが冷えて固まり始めるタイミングをコントロールするために重要です。
樹脂が冷えると収縮することで引っ張られてベッドから剥がれて定着不足となります。
温度が低すぎると剥がれる要因となり、高すぎるとフィラメントの特性が崩れる可能性があるため、プリント時には慎重な設定が必要です。
ラフトやブリムの使用方法
土台の定着性を向上させる方法として、ラフトやブリムの使用が推奨されます。ラフトは広範囲の支えを形成し、ブリムはモデルの基盤周辺を広げて定着性を補強します。これらを用いることで、剥がれのリスクを低減することが可能です。
粘着剤や特殊シートの活用
定着性を高めるために、専用の粘着剤や特殊シートを利用する方法もあります。スティックのり、テープ、PEIシートなどが一般的な選択肢です。適切な製品を選ぶことで、フィラメントのタイプやベッド条件に応じた最適解を得ることができます。
スティックのりはベッドが汚れるため、定期的に清掃が必要です。
ビルドプレートの清掃とメンテナンスの重要性
ビルドプレートの表面が汚れていると、フィラメントが剥がれる原因となります。パーツクリーナーやアルコールでメンテナンスを行い、表面を清潔に保つことが重要です。また、表面の損傷や粘着剤の残留物も確認し、定期的に状態をチェックするようにしましょう。
冷却ファンの設定見直し
冷却ファンの設定も定着性に影響します。
特にABSフィラメントの場合、冷却が強すぎるとモデルが収縮し剥がれることにつながります。
これらのフィラメントでは、冷却ファンをオフに設定するか、最小限の動作に抑えることが推奨されています。
ノズル高さが正しくても定着しない場合
ノズル高さが適切であっても、定着不足が続く場合はベッド温度や冷却設定、フィラメント吸湿の有無などを総合的に見直す必要があります。
また、フィラメント自体の質やベッドの素材が問題になる場合もあるため、他の使用条件を確認することで原因を特定してください。
特定のフィラメントでのみ剥がれる場合の対策
特定のフィラメントでのみ剥がれが発生する場合、そのフィラメント特有の条件が影響している可能性があります。
特性に適した温度やビルドプレート表面、冷却設定を見直すことが対処法の一つです。
３Dプリンターで使用する樹脂は湿気に弱い物が多く、フィラメントの補完方法も重要です。
設定値の再チェックで失敗を防ぐ
プリントの失敗を減らすためには、スライサーソフトでの設定値を確認することが必要です。
特にベッド温度、ノズル高さ、冷却設定、プリント速度などは、問題が起きるたびに見直しを行うことをおすすめします。
造形中の剥がれが発生したときの処置
もし造形中に剥がれが発生したら、プリンターを停止し、原因を素早く確認しましょう。
まずはベッド表面が清潔であるか、ノズル高さが適切であるかを再確認します。
必要であれば、ラフトやブリムを追加して設定を変更することも有効です。
