反り（ワーピング）
反りと3Dプリントに関するすべて
素材や使用している機械を理解していないと、部品の反り（ワーピング）はほぼ避けられません。ワーピングとは、冷却不均一やベッドへの密着不良によりコーナーや部品全体が上方に反り返ることを指します。
皆さんにぜひ確認していただきたいのは「材料科学」ページです。なぜワーピングが発生するのかを知ることで、このページを読むことなく問題を診断・修正できる場合があります。
「部品がビルドプレートに付かない」のページを理解する
ワーピングの修正を試みるには、このページを完全に理解する必要があります。プリントの一部または全体がビルドプレートから離れすぎているか、適切に密着していない場合、ワーピングの発生確率は指数的に高くなります。
これは比較的理解しやすいです。ノズルがビルドプレートから遠いほどベッドへの密着が減り、後の工程で反り上がる可能性が高くなります。
ABSのように収縮率や内部残留応力が高い素材にはブリムが必要です。大きな非円形のABSプリントでは、周囲温度を約45°Cに保てない場合はABSスラリーが必要になります。
使用中の素材を理解し、可能なら代替素材を検討する
PLAのような素材を使う場合、収縮率が低く内部応力も少ないため、ワーピングの問題はほとんど発生しません（詳細は「材料科学」ページを参照してください）。非常に大きく高密度なPLA部品は加熱ビルドプレートとブリムを使用すべきですが、平坦なビルドプレート上ではPLAでワーピングが発生することは稀です。
ABSはまったく別の問題で、押出時に多くの内部応力を伴う非晶質熱可塑性樹脂です。ABSはガラス転移温度が高いためビルドプレートの温度も高くする必要があり、ビルドプレートと周囲空気の温度差が大きくなります。
ABSは価格と機能性に優れますが、この要因により機械でワーピングなしに特定の部品を作ることが不可能になる場合があります。だからこそ、プリントで求める特性や代替素材が使えるかどうかを理解することが重要です。
機械的機能性と手頃さが必要で、アセトン蒸気仕上げや高いガラス転移温度を気にしないなら、以前はPETGを試すことをお勧めしていました。現在はPolymakerの新しいPLAラインとして、当社ではPolymax PLAやPLA Proを確認することを推奨します。これらはいずれも非常に強い機械的特性を持ち、耐熱性が問題でなければABSの代替になり得ます。
ガラス転移温度が高くないナイロン素材でもワーピングの確率は高いままです。これはナイロンが半結晶性で、整列したとき（室温）に占める体積が少なく、乱れた状態（押出時）よりも体積が小さくなる構造を持つためです。ナイロンはプリントベッド上で結晶化し、ワーピングを引き起こします。とはいえ、当社が提供するナイロンにはWarp Free技術を実装しているため、この問題は発生しにくくなっています。詳細は「材料科学」のページをお読みください。
ポリカーボネートおよびポリカーボネートブレンドには、適切なベッド密着のためにMagigooのPC製品を使用することを推奨します。
プリント速度を遅くし、印刷温度を上げる
すべての素材に有効とは限りませんが、ABSやASAの場合、押出を遅くし温度を上げることでワーピングを軽減できます。当社の「材料科学」ページで説明しているように、プリントを遅くすることで素材が応力を解放する時間が増えます。つまり押出速度を下げるとワーピングが減ります。
押出温度についても同じことが言えます。押出温度を上げると素材内部の運動が増えます。運動量が増え、応力を解放する時間が増える＝ワーピングが減る、ということです。機械で可能な限り低速でABSを印刷し、印刷温度を約250–260°Cまで上げると、内部応力を低減しワーピングを抑えられます。
密閉環境での印刷
加熱ビルドプレートで部品を印刷すると、周囲温度が不均一な環境で作業することになります。室温が約30°Cでビルドプレートが110°Cの場合、プレート近傍の部品は急激な温度変化を受けます。内部応力がワーピングの最大の原因かもしれませんが、この極端な温度差もワーピングを引き起こします。
密閉機で印刷すると、ビルドプレートから発生する熱が閉じ込められて周囲空気がやや高温に保たれます。これにより周囲空気がABSのガラス転移温度に近づき、素材中の運動が増え応力を解放する時間が増えます。ABSやASAを印刷する際は周囲温度を少なくとも50°Cにすることを推奨します。
密閉型（または半密閉型）のプリンターを購入することもできますが、予算が許せば非常に有効です。レーザーカットのアクリルと数個のプリント部品でDIYエンクロージャを作ることもできますし、オンラインで誰かが公開している作り方を見つけることもできます。
ワーピングの可能性が高い部品を密閉機で印刷する際は、周囲空気を温めるためにビルドプレートを印刷温度で約5〜10分放置してください。ABSの場合の適切な周囲温度は50°C、理想的には65°Cまでです。ただしそのような環境はPLAのガラス転移温度付近かそれ以上になるため、PLAをその環境で印刷するのは適切ではありません。
周囲空気を高温に保つと多くの問題が発生する可能性があります。ステッパーモーターや他の電子機器が過熱しプリンターが誤動作することがあります。そのため、可能であれば電源やボードをエンクロージャ外に配置し、十分なヒートシンクを分散させ、過熱する箇所にはアクティブファンを取り付ける必要があります。
それでも問題が発生する可能性があるため、周囲温度を60°C以上に上げる前に基本的な熱力学や機械工学の知識を理解しておいてください。
プリント中にビルドプレートが熱を失っていないことを確認する
ボードが過熱している、または加熱ビルドプレートへの接続に問題があると、プリントの途中で温度が低下することがあります。プリントの開始部分だけを監視して完成時に戻ってくると、歪んだ部品以外に気づかないかもしれません。
層間剥離（デラミネーション）
この故障を「ワーピング」と見なさないかもしれませんが、発生原因のほとんどは同じです。だからこそ「層間密着不良」のページを読む。
」に含まれていませんが、ABSスラリーのように非常に強いベッド密着がある状態で大きな部品を開放環境で印刷すると、ワーピングの代わりにデラミネーションが発生することがあります。
デラミネーションは、層間密着対策を講じていても二つの層が互いに分離する現象です。これは前述の温度勾配や内部応力が原因ですが、底部の層がビルドプレートに非常に強く付着している場合に発生します。
プリント全体が上に反り返るのではなく、収縮や内部応力の逃げ口として層間密着が破壊点になることがあります。
もしこれが発生しているなら、スライサ設定を確認するか、環境または使用素材を根本的に変更する必要があります。
当社では、周囲空気がかなり冷たい場合に非常に大きなPLAプリントでのみデラミネーションを経験しており、開放環境の高いABSプリントでは避けがたい場合があります。
設定を調整することでデラミネーションを防げます。内部が密な部品ほど起こりやすいため、充填率を下げてシェルを増やすことを試してください。素材が応力を放出するのを遅らせ、運動を増やすために低速かつ高温で印刷することも有効です。ノズル径を大きくすると層間の絡み合いが増えます。最も重要なのは、周囲温度を高く保つエンクロージャです。
当社のWarp-Free™技術：
この技術はPolymakerのPolyMide™ファミリー（ナイロン系素材）で使用されています。本ページの前半でワーピングの問題と潜在的な原因について多くを学びましたが、この技術はワーピングの根本原因の一つである結晶化を解決します。
確かにナイロンは、印刷時に各層内で素早く結晶が形成されると多くの内部応力が生じて部品が変形しやすいため、印刷が難しい素材として知られています。
Polymakerの技術はこの応力を低減するだけでなく、部品の機械的特性を向上させます。技術はポリマーの結晶化速度を遅らせ、印刷中に各層内で小さな結晶が素早く形成されるのを防ぎます。代わりに、結晶が形成される前に複数層が印刷されるため、層をまたいだ大きな結晶がゆっくりと形成されます。これらの層をまたぐ結晶は層間接着を大幅に高めます。このためPolymakerは印刷後のアニーリングを推奨しています。アニーリングにより部品は最高度の結晶化状態に達し、最良の熱的・機械的特性を得られます。
ワーピングを減らす方法の要約
「材料科学このページを読む前に当サイトの「
プリント開始時にベッドが平坦でZ高さが正しいことを確認してください。
好みのベッド密着方法を使用してください。当社ではMagigooラインやVision Minerのナノポリマーベースの製品を非常に気に入っています。
素材が応力を解放する時間を増やし、素材内部の運動を増やすために低速かつ高温で印刷してください。
ブリムを使って印刷してください。
使用している素材に適した印刷設定を把握してください。
同様の用途で収縮率や内部応力が低い素材（Polymax PLA、PLA Pro、PETG、CFR-ABS、PolyMide CoPAなど）の使用を検討してください。
密閉型3Dプリンターを使用するか、機械のためにエンクロージャを作成してください。ただし部品の過熱の可能性を理解しておいてください。
プリント中、ビルドプレートが温度を維持していることを確認してください。
デラミネーションはベッド密着が良好な高い部品で発生します。これを解決するには部品の密度を下げる、密閉環境で印刷する、または別の素材を使う必要があります。
層間の絡み合いを増やすために大径ノズルで印刷してください。
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