押出機モーターのスキップ／ノズル詰まり

もしギア付きでないエクストルーダー、特にボーデン方式（例えば標準のオリジナルEnder 3）のような構成を使っている場合、最終的にエクストルーダーモーターのスキップ（エクストルーダーからカチカチという音がする現象）に遭遇する可能性が高いです。エクストルーダーを見るとホブ付きギアがスキップしていて、押出不足、均一でない押出し、あるいはまったく押出されないといった症状が出ます。

これのもっとも一般的な原因は、エクストルーダーのステッパーがノズルを通してフィラメントを押し出すのに必要な力（トルク）を十分に発揮できていないことです。これはいくつかの異なる理由で発生しますが、だからこそギア比のあるエクストルーダーが好まれるのです。この機械的有利（ギア比）はステッパーをより速く回転させます（Eステップ値は大きくなる）が、ステッパーモーターにかかるトルクは減少します。

デュアルドライブのギア付きエクストルーダー、特にダイレクトドライブでボーデンでない構成を使っている場合は、最初のレイヤーでビルドプレートに近すぎるかノズルの詰まりがない限り、エクストルーダーモーターのスキップは問題にならないはずです。デュアルドライブの有無にかかわらず、適切なギア比が確実に助けになります。実際、1:1を超えるギア比を持たずにデュアルギア構成のエクストルーダーでも、依然として多くのモータースキップが発生することを確認しています。ここで本当に違いを生むのはギア比です。以下にエクストルーダーモータースキップを解消するいくつかの方法を示します。

最初のレイヤーがビルドプレートに近すぎませんか？

最初のレイヤーのZ高さを適切に設定することは重要です。ノズルがビルドプレートから遠すぎるとスパゲッティ状の失敗やホットエンドの詰まりを招くことがあります。逆にホットエンドが近すぎるとビルドプレートやノズルを傷つけたり、エクストルーダーモーターのスキップが発生したりします。

ノズルが近すぎると、エクストルーダーはノズルを通してフィラメントを押し出そうとしますが、逃げ場がないためそれ以上材料を押し出せなくなります。これによりフィラメントが削れてしまったり、エクストルーダーモーターがスキップしたりします。

この厄介な現象を避けるために、最初のレイヤーでフィラメントが適切に敷かれるだけのスペースを確保してください。

印刷速度を遅くする。

エクストルーダーがスキップ音を出す一般的な理由は、印刷速度が速すぎることです。ノズルは径に応じて押し出せるフィラメント量に限界があります。交通のボトルネックと同じで、特にギアなしエクストルーダーや小径ノズルでは、あまりに速く押そうとすると停止や詰まりが発生します。

これによりフィラメントの摩耗（削れ）やエクストルーダーステッパーのスキップが生じます。一般的な目安として、ギアなしエクストルーダーではノズル径の100倍を超える速度で印刷しないことです。つまり0.4mmノズルを使うなら印刷速度は40mm/sに制限し、機械の性能に合わせて調整してください。これは低価格機に付属する標準的なプラスチックエクストルーダーでの概算です。業界の経験者には遅く感じるかもしれませんが、非ギア付き標準エクストルーダーでの目安として使っています。Bambu Labなどの新しい高速プリンタは当然もっと速く動けます。

機械にLCD画面があるなら、印刷中にこれを試すことができます。多くのLCDは印刷中にノブを回すとフィードレート（速度）が変わるように設計されています。新しい機械では「Feed Rate」または「FR」と表記された項目を操作できます。クリック音が聞こえ、速度低下で改善するか確かめたいならフィードレートを下げてください。90％などにしてスキップが減るか確認します。スライサーで速度を下げて新しいGコードを作ることでも対応できます。

それでも問題が続く場合は、フィラメントに水分が多すぎないか確認してください。

押出温度を上げる

これを試す前に、問題がヒートクリープやノズルの詰まりによるものではないことを確認してください。ヒートクリープによるバレル内の詰まりがある場合、押出温度を上げると問題を悪化させます。

ヒートクリープが発生しておらず、機械のバレルが室温に近い場合は、ステッパーモーターのスキップを減らすために押出温度を少し上げてみることができます。通常は推奨印刷温度範囲を超えない方がいいですが、適切に印刷するためにこれを行ったことがある例もいくつかあります。効果がない場合もあるため、このページに他の説明があるわけですが、フィラメントに対して低すぎる温度で印刷すると適正な粘度に達しません。

材料で許容される押出温度範囲内で温度を上げれば、ノズルを通るフィラメント量を速いレートで増やすことができます。

材料の種類を切り替えるときは注意する

ノズルの詰まりやノズルに付着した残留物と同様に、フィラメントの種類を切り替えるときはエクストルーダーモーターのスキップを避けるために注意が必要です。ABSからPLAのように高温材から低温材へ切り替えるときは、前の材料を完全に除去することが非常に重要です。ホットエンドを210°Cに加熱してPLAを押したとしても、内部にまだABSが残っている可能性が高いです。

最良の方法はコールドプルで、以前使っていた材料の温度でフィラメントを押し出し、その後ホットエンドを130°Cまで冷ましてからフィラメントを引き抜くことです。以前の材料が出なくなるまで繰り返してください。

ホットエンド内に異物がある場合、または詰まりやフィラメント経路を妨げるものがあると、エクストルーダーモーターのスキップにつながります。

ノズルが小さすぎる

使用するノズルが小さいほど、ステッパーモータースキップが発生しやすくなります。0.25mmノズルとギアなしエクストルーダーで印刷するのはほぼ不可能に近い場合が多いです。小さなモータースキップでも、印刷が大幅に押出不足のように見えることがあります。Eステップが正確でも、印刷が押出不足に見えることがあります。

これはノズル付近でのボトルネック効果が大きくなるためです。

アイドラのテンションを緩める

ほとんどのエクストルーダー構成には、フィラメントをホブ付きギアやボルトに押し付けるテンションを調整できるアイドラがあります。このテンションはフィラメントの削れを防ぎ、適切な量の材料がエクストルーダーを通って押し出されることを確実にするために必要です。

ある程度のテンションは必要ですが、もちろん強すぎるとアイドラがきつくなりすぎます。あまりにきついとフィラメントがつぶれて幅が広くなりすぎ、供給できなくなります。材料が太くなりすぎるとヒートクリープ時と似た問題が起きたり、フィラメントが削れてしまったり、エクストルーダーモーターのスキップが発生したりします。

トルクの少ないモーターで過度に強くつまむと、接触点でスキップが起きることもあります。アイドラを強く締めるとフィラメントのグリップは良くなりますが、特にギアなしの構成ではエクストルーダーモーターが回りにくくなります。

アイドラのテンションが非常に強く、ステッパーがスキップしているのに気付いたら、少し緩めてみてください。残念ながらEnder 3のような安価な機械に付属する標準的なプラスチック製の劣悪なエクストルーダーにはこのテンションを調整する方法がないことが多いです。アイドラのテンションを下げるにはスプリングを切るか別のスプリングを使うしかなく、そうするとアイドラが緩くなりすぎるリスクがあります。緩くしすぎるとホブ付きギアやボルトがフィラメント上で滑り始め、押出不足が発生します。

フィラメント経路がクリアであることを確認する

フィラメント経路をクリアにするための最初のステップは、ノズルの詰まりやホットエンドの残留物をチェックすることです。バレル内に古い材料や破片がないか確認してください。換気の良い場所で古いプラスチックをトーチで除去することでこれを行えます。

古い材料や破片以外にも、フィラメントがエクストルーダーに供給される前の実際の経路についても考慮する必要があります。3Dプリントされたキャリッジが歪んでいたり公差が甘いと、フィラメントがスムーズに通過できない経路になっているかもしれません。バレルにフィラメントを通すために大きな曲がりが必要だと、材料供給の難易度が増します。スプールやエクストルーダーへの経路での抵抗も問題を引き起こします。

場合によっては、より公差が厳しくホットエンドへの経路が明確な新しいエクストルーダー用の部品を印刷（または購入）する必要があります。これが、厳密な公差を持つ評判の良いメーカーのホットエンドを購入したい理由の一つです。

オールメタルホットエンドはテフロンチューブを必要とせずに加熱できます。テフロンチューブは多くの加熱サイクルで変形し、フィラメント経路を不明瞭にすることがあります。

エクストルーダーを分解して、その通路が何かで塞がれていないか確認してください。見えない破片のフィラメントが詰まって材料の通過を妨げている場合があります。

PTFEチューブを奥まで押し込む

すべて金属製でない標準ホットエンドを使用している場合、PTFEチューブがヒーターブロックまできちんと差し込まれていることを確認してください。ヒーターブロックとチューブの間に隙間があると、少なくとも軽い詰まりを確実に引き起こし、エクストルーダースキップを悪化させます。オールメタルホットエンドではこれは問題になりません。

適切なギア比を持つエクストルーダーにアップグレードする

多くの安価な機械に標準で付属するエクストルーダーは適切なギア比を持っていないため、私たちはそれらのファンではありません。つまりエクストルーダーは1:1の比率で、モーターに機械的有利が全くありません。ステッパーモーターの各回転がホブギアの回転量に1:1で直結してフィラメントを押し出します。Crealityの一部の金属製デュアルドライブエクストルーダーでさえ機械的有利を持たず、依然としてモータースキップを引き起こします。幸い現代のプリンタはより良いエクストルーダーを標準搭載し始めていますが、古い機種は確実にそうではありませんでした。

非常に小さなノズルで印刷する場合や高速で印刷しようとする場合、ほぼ確実にギア比のあるエクストルーダーが必要になります。標準設定と部品で印刷していても、安価な機械に付属する基本的なエクストルーダーではモータースキップが発生する可能性があります。

ギア付きエクストルーダーに交換する際は、Eステップを変更する必要があります。より高いギア比では、同じ量の材料を押出すためにステッパーモーターがより多く回転する必要があります。

非常に大きなノズル径を使うならホットエンドをアップグレードする

1mmのような非常に大きなノズル径を使う場合、非常にゆっくり印刷しない限り材料が適切な粘度に達するのが難しくなります。なぜならノズルを通す材料の体積が大幅に増えるからです。これらの大径ノズルで適切な印刷速度を得たいなら、Volcanoホットエンドのようなものが必要になります。

修正方法と注意点の概要 • 最初のレイヤーがビルドプレートに近すぎないことを確認する。 • 印刷速度を遅くする（印刷中にノブで手動調整）。 • フィラメントに水分が多すぎないかを乾燥させるか新しいスプールに交換して確認する。 • 押出温度をやや高めにする。 • エクストルーダーのアイドラのテンションを緩める。 • フィラメント経路を直線でクリアに保つ。必要ならThingiverseなどでより適したエクストルーダーキャリッジを再印刷または探す。ホットエンドとエクストルーダーを分解して何かが通路を塞いでいないか確認する。 • ステッパーの電流が上限に達しておらず過熱もしていないなら電流を増やす。ステッパーへの電力不足は確実にスキップを引き起こす。 • 0.4mm未満のノズルを使っていてアップグレードしたエクストルーダーがない場合はノズル径を大きくする。 • ギア比の大きいエクストルーダーにアップグレードする。安価な機械に付属する粗悪な標準エクストルーダーでは対応できない。E3D、Bondtech、BIQU、DropEffectなど多くの選択肢がある。E3Dの古いTitanエクストルーダーでさえ適切なギア比を持っているためステッパースキップの問題を大幅に減らせる。 • のろのろ印刷したくない場合で大径ノズルを使っているなら、ホットエンドのアップグレードを検討する。大きなノズル径はVolcanoホットエンドや同等の競合製品のようなものを必要とする。