プリントの黒い斑点
使用している素材ごとに専用のホットエンドがない場合、プリントに黒い点が時々現れることがあります。たとえ単一素材のみを使用していても、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、ホットエンドの内外に素材が蓄積していることが原因として現れます。
この故障の最大の問題の一つは、実際に起こるまで診断できないことが多い点です。つまり、10時間以上経過した重要な部分に黒い点が現れる可能性があります。だからこそ、ノズルからの残留物を頻繁にパージやコールドプルで取り除き、ナイロンブラシやシリコンソックを併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組み立てられていることを確認する
各ホットエンドのセットアップは若干異なる組み立て方法を必要としますが、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膨張によりノズルとヒーターブロックの間にわずかな隙間が生じることがあり、この隙間から素材が漏れ出し、プリント上に付着する可能性があります。漏れた素材はしばしば熱いノズルに付着してからモデルに移るため、元のフィラメントの色にかかわらず黒っぽ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、またはノズル/ホットエンドに過剰な素材の蓄積が頻繁に発生する場合、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す（ 240°C以上 （オールメタルホットエンドの場合）、火傷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。部品が熱い状態で過度の力を加えると、ヒーターブロック、ノズル、ヒートブレイクのバレルが破損する可能性があるため、締め付け過ぎに注意が必要です。動作中に緩まない程度に部品が固定されるまでのみ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漏れる場合、それは部品の摩耗や製造品質の低さを示すことが多いです。低品質パーツはネジの公差が悪いことが多く、偽造製品の断面画像などで確認されます。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、Filastruder、Matterhackersのような正規販売店からのみ入手して偽造品を避けるべきです。Matterhackersは多くの3D印刷部品に対して信頼できる供給者として機能します。
素材のパージ（除去）
フィラメントの切り替えや長時間の印刷後には、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、フィラメントを約1インチ（約2.5cm）手で押し込み、素早く引き戻します。色を変える際はフィラメントの端を切り取り、交差汚染を防ぐために繰り返してください。
高温素材への移行 高温を要する素材（例：PLAからABSへの切り替え）の場合、標準的なパージプロセスを複数回繰り返します。高温フィラメントは色の違いで不十分なパージが視覚的に分かりやすく、また高温により残留物が効果的にクリアされることが多いです。
低温素材への移行 低温素材（例：ABSからPLAへの切り替え）への移行は、残留する高温素材が残ることがあり困難です。粘度の不一致のため、標準的なパージでは不十分なことが多いです。
高リスクなパージ方法 高温ホットエンド（例：ABSの後の245°Cの状態）で低温フィラメント（例：PLA）を押し出す場合、迅速に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、制御された温度変化で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/ナイロンによるパージ ホットエンドを240°C–250°C（または素材ごとのガイドライン）に加熱し、クリーニングフィラメントを押し出してすぐに引き戻します。取り出された汚れを観察して効果を確認してください。
残留リスク クリーニングフィラメントでも微量の残留物が残り、後に焦げて付着することがあります。最も確実な汚染除去法は依然としてコールドプルです。
主要な技術的注意点
酸化対策： 定期的なパージは熱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は、必ず素材ごと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衝撃のリスクを生むため、作業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。この方法は素材変更に限らず、定期的なホットエンド清掃にも有効です。
コールドプルの手順
素材の選択
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等のフィラメント
加熱段階
コールドプル用素材の印刷温度までホットエンドを加熱する（Nylon 910なら250°C）
ノズルから以前のフィラメント残留物が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速やかに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、長時間の冷却は避ける
引き抜き工程
目標温度が安定したらフィラメントを引き抜く
引き抜き時には残留量に比例した中程度の抵抗が予想される
品質確認
引き抜いたフィラメントの先端を検査し、焦げや変色した汚れがないか確認する
次の引き抜きでフィラメントがきれいになるまで繰り返す
技術的考慮事項
酸化防止： 迅速な冷却は炭化のリスクを最小化する
素材の適合性： ナイロンは熱安定性が高く、引き抜き時に汚れを効果的に付着させる
代替手段： 深刻な汚染の場合、比較可能な代替はホットエンドの交換のみであることが多い
メンテナンスの利点
コスト効率： ノズル交換の頻度を減らす
プリント品質： 一貫した押出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
実施時の注意点
温度の較正： 素材ごとのガラス転移温度を確認する
安全手順： 引き抜き時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るため、フィラメントカッターを手元に用意する
過剰な吹き出し（オージング）
「材料科学（Material Science）」のページ、特にオージングに関する箇所を読んで、ノズルから過剰な素材が出るのを防ぐのに役立てることをおすすめします。
真鍮または銅製のワイヤーブラシを常備してノズルやホットエンドの定期的な清掃を行ってください。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、プリントを開始する前に加熱した状態でワイヤーブラシを使って蓄積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： 研磨性が低いため日常清掃に適している
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より真鍮/銅製を使用する
加熱の必要性： 素材除去を容易にするため、ノズルが加熱された状態で清掃を行う
ナイロンブラシの注意点： 熱い表面での溶解を防ぐため、接触時間は短い拭き取りに限定する
運用上の利点
プリント品質： プリントへの焦げた素材の移行を減らす
ノズル寿命： 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
プリント前のルーチン： 標準のセットアップ手順に清掃を組み込む
工具のメンテナンス： フィラメント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
技術的な理由
摩耗管理： 柔らかい金属（銅/真鍮）はノズル形状を保持する
熱力学： 加熱された素材は柔らかくなり除去が容易になる
汚染防止： 定期的な清掃は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放置しないでください
押出す準備ができるまでホットエンドを加熱する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リスクが高まります。
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 が入っていることを確認してください。
3Dプリントの黒い点を減らす方法の要約
十分に作られたホットエンドを用意し、240°C以上に加熱した状態で全てが締まっていることを確認してください。締め付けすぎないように適切な注意を払ってください。これは最新のクイックスワップホットエンドでは必要ありません。
新しい素材を1インチ押し込み素早く引き出す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、余分な残留物がな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。そうでない場合は、印刷に使用している素材を使用しても構いません。
クリーニングフィラメント/ナイロンを250°Cでホットエンドを通して押し出し、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まで冷まし、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てください。
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。
シリコンソックを使用してプリント上の黒い点を減らしてください。
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