「正しい」設定でも、なぜ印刷が80%で失敗するのか
モデルをスライスし、新しいフィラメントをセットして印刷を開始しました。6時間後、ドラゴンの翼は崩れ、ヘルメットはベッドから外れ、ミニチュアの顔はサポート痕で台無しになっていました。
<br>最初は、プリンターの問題だと感じるかもしれません。
しかし多くの場合、本当のミスはスライス前に起きています。モデルの向きが適切でなかったのです。
<br>FDM印刷では、配置方向とサポート設定によって次の点が決まります。
- パーツの強度
- 表面の仕上がり
- サポートによるモデルへのダメージの有無
- 印刷が失敗する可能性
- 印刷に必要な時間と材料
適切な配置なら、難しい印刷も安定して進められます。配置を誤ると、完璧なスライサープロファイルでも印刷が台無しになります。
シナリオ #1：一晩で崩れたドラゴン
初心者によくあるのが、STLプレビューに表示されたままの向きで装飾モデルを印刷することです。
大きな翼を持つドラゴンのミニチュアを考えてみましょう。画面上では直立が自然に見えても、翼の下に大きな未支持のオーバーハングが生まれます。
印刷中に起きること：
- それぞれの翼が長い水平ブリッジになります。
- スライサーが下側に密なサポートを生成します。
- 印刷中にサポートが揺れます。
- 数時間後、サポートの1本が失敗します。
- 翼が崩れ、印刷は完成率80%で失敗します。
より良い向き
ドラゴンを直立させる代わりに、次のように配置します。
- モデルを後方へ30～45°傾けます。
- 翼の角度を調整してオーバーハングを減らします。
- 標準のグリッドサポートではなく、ツリーサポートを使います。
- 見える面をサポートの接触点から離します。
この単純な回転だけで、多くの場合、次の効果が得られます。
- サポート材料を減らせる
- 表面品質が向上する
- 印刷が大幅に安定する
重要なのは、画面上での見た目ではなく、印刷中に重力がどう作用するかを考えて向きを決めることです。
シナリオ #2：折れてしまった機能的なフック
壁掛けフックやツールホルダーを印刷するとします。
多くのユーザーは、速く印刷でき、サポートも不要なため、フックをベッドに平らに置きます。印刷は完璧に終わりますが、初めて荷重を受けた瞬間に折れてしまいます。
なぜでしょうか。
<br>FDMパーツは層と層の間が最も弱いためです。荷重が積層線に対して垂直にかかると、パーツが層間で割れることがあります。
より良い向き
層線が力の方向に沿うよう、フックを回転させます。
サポートが必要になる場合もありますが、強度は大幅に向上します。
実際には次のような違いがあります。
- 平置き：印刷はきれいですが、パーツは弱くなります。
- 直立：サポートは増えますが、パーツははるかに強くなります。
機能部品では、サポートの扱いやすさより強度が重要です。
適切なサポートタイプの選び方
プリンターが安定してブリッジできる範囲をオーバーハングが超える場合、サポートが必要です。ただし、すべてのサポートが同じように機能するわけではありません。
標準サポート
適しているもの：
- 機械部品
- 大きく平坦なオーバーハング
- 重い構造物
メリット： - 強く安定している
- 機能部品の印刷で信頼性が高い
デメリット： - 材料を多く使う
- 大きな接触痕が残る
- 細部の多いモデルから取り外しにくい
ツリーサポート
適しているもの：
- ミニチュア
- 有機的な形状
- キャラクターや彫像
- 複雑な装飾モデル
メリット： - 材料が少なくて済む
- モデルとの接触点が少ない
- 細かな表面からきれいに取り外せる
デメリット： - 非常に重いオーバーハングでは安定性が低い
- 枝が細くなりすぎると失敗することがある
簡単な目安 - 装飾モデル → ツリーサポート
- 機能部品 → 標準サポート
- 大きく重いオーバーハング → 標準サポート
- 顔、アーマー、有機的なディテール → ツリーサポート
サポート痕を減らす方法
サポート痕はFDM印刷で特に不満が生じやすい問題の一つです。キャラクターモデルやコスプレ用小道具では、なおさら目立ちます。
次の方法で最小限に抑えられます。
1. 見える面をサポートから離す
ヘルメットの正面が見える面なら、そこにはサポートを置かないでください。可能であれば、背面または下面に配置します。
2. サポートインターフェースの品質を高める
多くのスライサーでは、より密なサポートインターフェース層を設定できます。サポートがモデルに触れる部分の表面が滑らかになります。
3. サポートZ距離を調整する
サポートとモデルの間隔を少し広げると取り外しやすくなります。ただし、広げすぎるとサポートの効果が低下することがあります。
一般的な開始値：
- PLA：0.20 mm
- PETG：0.25～0.30 mm
4. 正しい方法でサポートを取り外す
サポートを手で無理に引き剥がさないでください。
使用するもの：
- ニッパー
- ラジオペンチ
- やさしくひねる動作
取り外した後、接触部分を軽くサンディングすると、よりきれいに仕上がります。
「サポートを減らす」考え方
初心者には、「念のため」どこにでもサポートを有効にする習慣がよくあります。
その結果、次の問題が起こりがちです。
- 印刷時間が長くなる
- 材料の無駄が増える
- 後処理が難しくなる
- 表面品質が悪化する
代わりに、次を目標にしてください。
「印刷を成功させるために必要な最小限のサポートだけを使う。」
モデルを少し回転させるだけで、サポートが半分自動的に減ることもあります。
まとめ
温度、リトラクション、速度を変更する前に、まず自分に問いかけてください。
「このモデルは可能な限り良い向きになっているだろうか？」
FDM印刷では、スライサー設定の微調整より向きのほうが重要な場合が少なくありません。適切な回転によって、次のことが可能になります。
- 印刷失敗を防ぐ
- サポートを減らす
- 強度を高める
- 印刷時間を短縮する
- 表面をよりきれいに仕上げる
モデル配置とサポート戦略を身につけることは、新しいハードウェアを購入せずに印刷結果を改善する最も早い方法の一つです。
