印刷の黒点
特定の素材ごとに専用のホットエンドを用意していない場合、印刷物に黒い点が時折現れることがよくあります。たとえ一種類の素材しか使用していなくても、これは頻繁に発生する可能性があります。原因はいくつか考えられますが、多くの場合はホットエンドの外側や内部に素材が蓄積していることが原因で現れます。
この故障の大きな問題点の一つは、発生するまで診断できないことが多い点です。つまり、重要な箇所の印刷中に10時間以上経過してから黒い斑点が現れることがあります。だからこそ、ノズルから残留物を頻繁にパージ（押し出し）し、コールドプルで除去するとともに、ナイロンブラシやシリコーンソックを使用してホットエンドの清潔さを維持することが重要です。
ホットエンドとノズルが適切にセットアップされていることを確認する
ホットエンドのセットアップは機種ごとに若干異なりますが、ほとんどの場合、過度の締め付けを避ける必要があります。ヒーターが加熱されると金属の膨張によりノズルとヒーターブロックの間に微小な隙間が生じることがあります。これらの隙間から素材がにじみ出し、印刷物に付着する可能性があります。この素材は通常、モデルに移る前に熱いノズル上に残るため、元のフィラメント色に関係なく黒く焦げたように見えることが多いです。
ヒーターブロックが加熱時に緩む、あるいはノズル／ホットエンドに素材が頻繁に蓄積する場合は、これらの部品を締め直す必要があるかもしれません。ノズルとヒーターブロックの最終的な締め付けは加熱時に行うべきで、 240°C以上 （オールメタルホットエンドの場合）、やけどリスクを軽減するために適切な手袋と工具を使用してください。過度の締め付けはヒーターブロック、ノズル、またはヒートブレイクバレルを破損する可能性があるため注意が必要です—特に部品が熱いときは危険です。動作中に緩まない程度に確実に固定されるまで締め付けてください。
ノズルとヒーターブロックの間から持続的に素材がにじみ出る場合、部品が摩耗しているか製造品質が低いことを示すことが多いです。低品質な部品はネジの許容値に問題があることがしばしば見られ、偽造品の断面画像からもその痕跡が確認できます。適切なフィットと耐久性を確保するために、信頼できる供給元からブランド品を購入してください。例えば、E3DのホットエンドはE3D本社やFilastruder、Matterhackersのような正規販売代理店から購入することを推奨します。Matterhackersは多くの3Dプリント部品において信頼できる供給元です。
素材のパージ（洗浄）
フィラメントを切り替える場合や長時間の連続印刷後には、ホットエンドから酸化した素材をパージする必要があります。いくつかの方法があります：
同一素材でのパージ ホットエンドを標準の印刷温度に加熱し、約1インチ（約2.5cm）のフィラメントを手動で押し出してから素早く引き戻します。色を変える場合は先端を切り落とし、交差汚染を防ぐために繰り返します。
高温側への素材移行 PLAからABSなど、より高温を要する素材に切り替える場合は、標準的なパージ工程を複数回繰り返します。高温フィラメントは色の違いでパージ不足が視覚的にわかりやすく、加熱が残留物を効果的に除去することが多いです。
低温側への素材移行 ABSからPLAなど低温素材に切り替える場合、残留している高温素材が残るため厄介です。標準的なパージでは粘度の差により十分でないことが多いです。
高リスクのパージ方法 高温用ホットエンドに低温フィラメントを押し出す方法（例：ABSの後に245°CでPLAを押し出す）は、素早く押し出して即座に引き戻す必要があります。この方法は詰まりのリスクが高く、残留物が残る可能性があります。
推奨される対処法
コールドプル法 後述の手順で詳述するこの手法は、制御された温度サイクルによって汚染物を機械的に除去します。
クリーニングフィラメント／ナイロンでのパージ ホットエンドを240°C〜250°C（または素材ごとの推奨温度）に加熱し、クリーニングフィラメントを押し出してからすぐに引き戻します。抽出された汚染物を観察して効果を確認してください。
残存リスク クリーニングフィラメントでも微量の残留物が残り、後で焼けた堆積物として現れることがあります。汚染除去に最も確実なのはコールドプル法です。
重要な技術的注意点
酸化対策： 定期的なパージにより加熱領域での炭化物の蓄積を防ぎます。
温度の閾値： パージパラメータを選定する際には、常に素材固有のガラス転移温度を参照してください。
ノズル保護： パージ中の急激な温度変化は熱ショックを引き起こす可能性があるため、手順中は安定した加熱を維持してください。
コールドプル
低温での印刷素材に移行する際、コールドプルは推奨されるメンテナンス手順です。この方法は素材の変更に関わらず定期的なホットエンド清掃にも有効です。
コールドプルの方法論
素材の選定
推奨オプション： ナイロン系フィラメント（例：Nylon 910）や専用のクリーニングフィラメント
代替： 除去対象の素材と同じフィラメント
加熱段階
ホットエンドをコールドプル用素材の印刷温度に加熱する（Nylon 910なら250°C）
以前のフィラメント残留物がノズルから出なくなるまで素材を押し出す
冷却プロトコル
ホットエンド温度を素早く130°C〜150°Cまで下げる（残留物除去には130°Cが最適）
新たな酸化やヒートクリープを防ぐために長時間の冷却は避ける
抽出工程
目標温度に達して安定したらフィラメントを引き抜く
抽出時には蓄積された残留物に比例して中程度の抵抗が予想される
品質確認
抽出したフィラメントの先端を確認し、焦げや着色した汚染物がないか検査する
その後の引き抜きでもフィラメントがきれいに出てくるまで繰り返す
技術的考察
酸化防止： 急速な冷却は炭化のリスクを最小限に抑える
素材の相性： ナイロンの熱安定性は抽出時に汚染物が付着しやすい特性を高める
代替案： 深刻な汚染の場合、ホットエンドの交換が唯一の同等の代替手段となることがある
メンテナンスの利点
コスト効率： ノズル交換の必要性を減らす
印刷品質： 安定した押出しパターンを維持する
耐久性： 炭素堆積物の除去によりホットエンド部品の寿命を延ばす
実施に関する注意点
温度校正： 素材固有のガラス転移温度を確認する
安全手順： 抽出時には耐熱手袋を使用する
工具の準備： 引き抜きの合間に先端を切断できるようフィラメントカッターを用意する
過度のにじみ（エクスーディング）
「材料科学」のページ、特ににじみについて説明している箇所を参照することをお勧めします。これによりノズルからの過剰な素材の流出を防ぐのに役立ちます。
真ちゅうまたは銅のワイヤーブラシを用意しておき、定期的にノズルとホットエンドを清掃してください。特にヒーターブロックやノズルに素材の蓄積が見られる場合は、印刷を開始する前に加熱した状態でワイヤーブラシを使用して蓄積した残留物を取り除いてください。
清掃プロトコル
工具の選択：
ナイロンブラシ： 磨耗が少ないため日常的な清掃に適している
金属ブラシ： ノズルの摩耗を最小限にするためにスチールではなく真ちゅう／銅製を使用する
加熱の要件： 素材の除去を容易にするためにノズルを加熱した状態で清掃を行う
ナイロンブラシの注意点： 熱い表面に対して長時間こすりつけると溶ける可能性があるため、接触時間は短い拭き取りに限定する
運用上の利点
印刷品質： 印刷物への焦げた素材の移行を減らす
ノズルの耐久性： 炭化した素材の蓄積を防ぐ
メンテナンス効率： 残留物の蓄積による酸化リスクに対処する
実施ガイドライン
印刷前のルーティン： 清掃を標準のセットアップ手順に組み込む
工具のメンテナンス： フィラメントの汚染や摩耗が見られるブラシは交換する
安全上の注意： ホットエンドに触れる際は耐熱手袋を使用する
技術的根拠
摩耗管理： 柔らかい金属（銅／真ちゅう）はノズル形状を保護する
熱力学的動態： 加熱された素材は柔らかくなり、効果的に除去できる
汚染防止： 定期的な清掃により最適な熱伝達特性を維持する
加熱されたホットエンドにフィラメントを入れたままにしない
押し出す準備ができるまでホットエンドを加熱すべきではありません。加熱されたホットエンドに長時間フィラメントを放置すると、ノズルの詰まりや素材の酸化の可能性が高まります。
すべての終了Gコードにプリント完了後にホットエンドをオフにするスクリプト M104 S0 が含まれていることを確認してください。
修正方法と注意点の概要
• 240°C以上に加熱した状態で、しっかり作られたホットエンドを使用し、すべてが適切に締まっていることを確認してください。過度の締め付けには十分注意してください。 • 新しい素材を1インチ押し込んで素早く引き抜くことで古い素材をパージしてください。フィラメントに付着した古い素材を切り取り、残留物が無くなるまでこのプロセスを繰り返します。 • クリーニングフィラメント、透明ナイロン、またはPCを使用してください。これらがない場合は、印刷に使用している素材を使用してもかまいません。 • クリーニングフィラメント／ナイロンを250°Cでホットエンドから押し出し、コールドプルを行ってください。その後ノズルを140°C～160°Cまで冷却し、フィラメントを引き抜きます。変色がなくなるまでこのプロセスを繰り返します。 • 加熱されたホットエンドにフィラメントを長時間放置しないでください。 • シリコーンソックを使用して印刷物の黒い斑点を減らしてください。
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