Z軸のブレ(ウォッブル)

Z軸のウォブル(ブレ)が発生している場合、繰り返される小さな層ズレのように見え、場合によっては各層ごとに発生します。ウォブルが軽度であれば、単に印刷面が汚れているように見えることもあります。スライサーの設定をすべて調整しても、この問題は解決しません。これは設定の問題ではなく、プリンターのフレーム自体の問題です。

エクストルーダーキャリッジとホットエンドの取り付けを締める

これは見た目がブレた印刷になる最も一般的な原因かもしれません。エクストルーダーキャリッジが印刷中に動いてガタつき、時間とともにネジが緩むことがあります。3Dプリント製のパーツでは公差が大量生産のキャリッジやエクストルーダーほど厳しくないため、特に一般的です。高価な機械でE3DのエクストルーダーとE3Dのホットエンドを使用している場合は、$3,000以上の機械では問題はかなり少なく、$200のプリントパーツ搭載のPrusa i3などの安価な機種ではより顕著です。

これは、高価な機械ほど高品質の部品で全体を保持しているためです。低価格帯の機械は公差に問題のあるプリント部品を使い、ベルトやベアリングを固定するのに結束バンド(タイ)を使用していることさえあります。これらの結束バンドは時間とともに伸び、キャリッジがしっかり固定されていない状態になることがあります。

ホットエンド/エクストルーダーの取り付けを頻繁にチェックして、簡単に動いたりガタついたりしないか確認してください。ホットエンドを室温まで冷まして、実際に手で掴んで少し動かしてみてください。乱暴に扱わず、軽く揺すってみるだけで構いません。キャリッジやホットエンドがガタついたり遊びがある場合は、この問題を解消するために修正が必要です。ホットエンドに遊びがない機械は、最も少ないZウォブルになります。

可能であれば、エクストルーダーやホットエンドをキャリッジに固定しているネジ/ボルトを締める必要があるでしょう。締めても問題が解決しない場合は、プリント部品が摩耗していたり公差外になっていないか確認してください。そうであれば再プリントが必要です。そうでなければ次の対策に進んでください。 古い/摩耗したベアリングを交換し、ベアリングとローラーをしっかり固定する

手でキャリッジを動かしたときにガタつくが、エクストルーダーキャリッジとホットエンド自体はしっかり取り付けられている場合、ベアリングが時間とともに緩んでいる可能性があります。想像できるように、プラスチック製ベアリングではこの問題が金属製ベアリングよりずっと一般的です。

このベアリングの問題は、リニアロッドを使うプリンターに特有のもので、リニアレールやローラー付きのアルミ押出材(エクストルージョン)には該当しません。リニアレールは好ましく、この問題が起きません。Ender 3のようなローラー式プリンターでは、ローラーのナットを回してアルミ押出材に対してしっかり固定する必要があります。ローラーが自由に回転してはいけません。このナットは単純な「右に回して締める」タイプではなく、一方に強い圧力がかかり、反対側は弱くなるため、1回転して元の位置に戻ることがあります。ローラーがしっかり固定されるまで回し、全軸でこれを行ってください。

スムーズロッド搭載のプリンターでこのガタつきテストを行うと、X軸ベアリングに小さな隙間があるかどうかが見えるはずです。

2年使用のプリンターでベアリングを交換したところ、問題は即座に解決しました。これらはプラスチックベアリングを使ったLulzbot TAZ 5機で、交換後のベアリングは遊びがなくリニアロッドをしっかり掴みました。

結束バンド等でベアリングを固定している安価な機械を使用している場合は、これらを新しい結束バンドに交換するか、ベアリングを確実に保持するためのプリントパーツをオンラインで探して印刷する必要があります。多くの人は、この問題を防ぐためにリニアレールを好むようになっています。

ホットエンドとノズルが正しくかつしっかり取り付けられていることを確認する

ホットエンドの構成は機種ごとに微妙に異なりますが、最終的な締め付けは加熱したホットエンドで行う必要があります。

ホットエンドが加熱されると金属が膨張し、かつては締まっていたノズル/ヒーターブロックにわずかな隙間が生じることがあります。これにより印刷中にヒーターブロックがガタつき、印刷に見苦しいウォブルを生じさせます。 ヒーターブロックが熱いときに緩んでいるのを確認したり、ノズルに過剰な材料が付着してよく拭き取らなければならない場合は、これらの部品を締める必要があるでしょう。

ノズルとヒーターブロックの最終締め付けは、常に240°Cに加熱した状態で適切な手袋と工具を使って行うことを推奨します。火傷する可能性が高いので、極めて注意して行ってください。室温でホットエンド/ノズルを締めても、240°Cでは締まっていないことがよくあります。

ただし、何でも過度に締め付けないよう注意してください。過度の締め付けでヒーターブロック、ノズル、ヒートブレークのバレルを多数破損した経験があります。これらの部品は特に加熱時に圧力で簡単に折れることがあります。ホットエンドを加熱した状態でノズルを締める際は、ノズルとヒートブロックが緩まず印刷中に緩んで外れない程度にだけ締め、力任せに締めないでください。

ホットエンドの締め付けが十分であることを確認してもガタつきが続く場合は、ノズル、ヒートブロック、またはホットエンド全体をアップグレードまたは交換する必要があるでしょう。品質の低い部品は公差が甘く、ねじ部に隙間が生じることがあります。節約したい場合は安価なものを試すこともできますが、その理由から信頼できるメーカーから購入することを推奨します。

ビルドプレート(印刷台)がしっかり固定されていることを確認する

エクストルーダーキャリッジやベアリングと同様に、プリントベッドにガタつきがないことを確認する必要があります。ベッドが上下にのみ動くCoreXY機ではこれは問題になりません。

カーテシアン機を使用している場合、ビルドプレートの遊びやガタつきはホットエンドのガタつきと同様にZウォブルを引き起こします。印刷していない状態でベッドが室温のとき、上下左右にしっかり揺すってみてください。プリントベッドはマシン全体の動き以外に動いてはいけません。ベッドにベアリング、ローラー、または取り付けに遊びがある場合は修正が必要です。

古い安価なDIY機では、ビルドプレートの取り付けがベアリングに結束バンドで固定されていることがあり、これらの結束バンドは印刷を1〜2か月続けると伸びるようです。

キャリッジと同様に(リニアレールシステムを使用していない限り)時間とともに摩耗したプラスチックベアリングは交換する必要があります。Ender 3のようなローラー式プリンターでは、ローラーがフレームにしっかり噛むまでナットを回してください。

最後に、ベアリングをビルドプレートに接続している部品が確実に締まって公差内であることを確認してください。ガラスやその他の印刷面を取り外し、すべてを接続しているネジをすべて締め直してください。これらのネジも他のネジ同様、時間とともに緩みます。

すべてのベルトを締める

すべての取り付けがしっかりしていてエクストルーダーやビルドプレートにガタつきがないことを確認した上で、Zウォブルの次に多い原因はベルトの緩みです。

他の3D印刷のヒントでも説明しているように、ベルトを締めすぎることは可能ですが、結束バンドでただ繋いでいるような低価格機では締めすぎにするのはかなり難しいです。X軸とY軸のベルトは触って弾力があり、たるみがゼロであるべきです。

ベルトにたるみがある場合は締める必要があります。低価格で改造されていない機種では、ベルトをつないでいる結束バンドを切り、プライヤーで引っ張って新しい結束バンドをつけて締め直してください。ベルトが以前よりもきつくなり、結束バンドがベルトの滑りを防ぐように全体をしっかり挟んでいることを確認してください。

ベルトテンショナーがないプリンターにはテンショナーを追加することを常に推奨します。幸い人気のEnder 3 V2には工場出荷時から付属しています。ベルトが触って弾力があるまでこれらのベルトを締めてください。緩いベルトは確実にZウォブルやその他の問題を引き起こします。

ベルトを締める

ベルト締めつけノブがない場合、Thingiverseにあなたの機種向けのファイルがある可能性が高いです。

これを追加すると過度に締められるようになるので注意してください。ノブを回してベルトが非常に弾力のある状態になるまでに留めてください。科学的な厳密法はなく、たるみが一切ないことを確認するだけです。

ガタつきや曲がったロッドをチェックする

M8やM10の太いリードスクリューではなく、細いねじ付きのM5やM6のZロッドを使用すると、時間とともにロッドがブレたり曲がったりすることがあります。太いM10のリードスクリューにアップグレードすると、Zウォブルを大幅に軽減し、ロッドの曲がりを防げます。

不安定さはプリンターをZ軸方向に上下に動かすことで簡単に確認できます。Zロッドの振動はアンチウォブルカップリングで安定化できますが、これは曲がったロッドの交換や太いリードスクリューへの更新の代替にはなりません。頻繁に輸送される機械でない限り、著しく曲がったロッドは稀ですが、発生した場合は交換が必要です。

Thingiverseなどにあるtoolsonの「anti-wobble coupling」のようないくつかのモデルはねじ付きのZ軸ロッドの振動軽減に有効ですが、実際に曲がったロッドを修正することはできません。太いリードスクリューにアップグレードする方が優れた解決策です。

アンチバックラッシュのスプリング入りナットを追加する

これらのアンチバックラッシュナットは通常、太いリードスクリュー向けで、Z軸上下移動時のバックラッシュを防ぐのに非常に効果的です。

説明がやや紛らわしいですが、これらのスプリングと追加ナットにより、ガタつきが大幅に減り、印刷がZウォブルのように見えるのを防げます。リードスクリューのピッチに注意してください。アンチバックラッシュ部品は同じピッチのものを用いる必要があります。多くの8mmリードスクリューはピッチが2ですが、アップグレード時はプリンターの仕様(または購入するパーツの仕様)で確認してください。

また、それらが取り付けるプリンターで実際に使えるかどうかも確認してください。

ガイドロッドとねじ付きロッドに潤滑を行う

X軸とY軸のガイドロッド(リニアロッド使用時)は、両方のキャリッジが滑らかに動けるように十分滑らかであるべきです。Z軸の(ねじ付きでない)ガイドロッドも、キャリッジがスキップやベアリングの噛み付きなくZ方向に移動できる程度に滑らかである必要があります。 ほとんどのプリンターは自己潤滑ベアリングを使用していますが、頻繁に印刷するとこれらも潤滑が必要になります。ベアリングが噛み付いたり印刷中に動きが悪くなると、Z軸のウォブルが発生する可能性があります。

3Dプリンターに潤滑する

白色リチウムグリースを布に取り、これらのねじ無しガイドロッドに塗ってください。キャリッジを全軸で動かしてベアリング全体に広げます。これで問題が改善するはずです。

リニアレールのもう一つの利点は、追加の潤滑を必要としないことです。

スムーズロッドと同様に、ねじ付きロッド/リードスクリューにも少量の潤滑を施してください。布にリチウムグリースを取り、上下に擦り付けます。ねじ付きロッドが完全に乾いた状態でないことを確認したいです。

ベッドが前後にスムーズに動くことを確認する

で述べたように、 レイヤーシフト のページにあるように、ビルドプレートの一つまたは複数の角を締めすぎると、(もちろんカーテシアン機に限り)ベッドの前後移動が非常に困難になります。移動が困難だとステッパーモーターのスキップによるレイヤーシフトが発生する可能性があり、Zウォブルの原因にもなります。ベッドが大きな摩擦なく前後に簡単に動くことを確認してください。

パーツが高くて細すぎませんか?

この問題はCoreXY機ではあまり頻繁に起こりませんが、ビルドプレートが前後に動くカーテシアン3Dプリンターでは、高くて細い造形物がベッドの前後移動により揺れることがあります。完璧なベッド接着でブリムを十分につけても、高くて細いパーツはベッドの往復で揺れる可能性が高いです。

この揺れにより造形物の上部にZウォブルが現れ、下部は問題なく見えることがあります。

正直に言うと、これを完全に回避する完璧な方法はありません。造形が高くなるにつれよりしっかり固定するためのアンカーを手動でデザインすることはできますが、そのまま非常に高くて細いパーツを印刷すると、たいていこのZウォブルが発生します。

さらにアンカーをデザインできない場合、多くの場合は非常に薄い展示用パーツを印刷後に接着するために上下に分割して印刷せざるを得ません。

以下はCuraを用いて非常に単純なアンカーをパーツに追加する方法の要約です。

パーツのアンカー付け:

高くて細いパーツのガタつきを防ぐより良い方法があるかもしれませんが、私たちが知っている最も簡単な方法はCuraで造形物をアンカーすることです。

以下はDeadpoolモデルからの細長い剣二本の例です。アンカーを追加しない場合、カーテシアン機はビルドプレートを前後に動かし、これらの剣の上半分が非常に醜くなる(完全に落ちてしまうこともある)ことがあります。

Curaは現在、メインの印刷物と交差する二つ目のモデルを読み込めるようになりました。また部品を完全にサポートとして印刷するオプションもあります。つまり、メイン構造をサポートするためだけの第二のオブジェクトを読み込めるということです。

Cura 3Dプリント

上の例の長方形は薄いので材料をあまり消費せず、剣のアンカー範囲を延長します。モデルに合う形状を読み込んだら、そのモデルを選択して「Per Model Settings(モデルごとの設定)」をクリックし、「Print as Support(サポートとして印刷)」を選びます。

形状を「Print as support(サポートとして印刷)」に設定したら、それを高くて細い造形物の上にドラッグできます。

“Layer Mode(レイヤーモード)”で見ると、この形状全体がサポート構造になり、高くて細い造形物を固定して前後の揺れを防ぐのに役立つことがわかります。

前述のように、他の方法もあるでしょうが、これはスライサー内で直接できるため私たちが知っている最も単純な方法です。

Zウォブルの修正まとめ

• ホットエンドをプリンターに接続しているすべてのボルトとネジを締める。

  • エクストルーダーキャリッジのプリント部品を交換する必要がないか確認する。

  • X軸キャリッジのすべてのガタつきを減らす。

  • リニアロッド式の機械では古いまたは摩耗したベアリングを交換する。

  • Ender 3のようなアルミ押出材フレームのプリンターではローラーを締める。

  • ホットエンドを240°Cに加熱した状態で取り付けを締め、過度に締めすぎないようにする。

  • ビルドプレートのあらゆるガタつきを排除する(ベアリング交換や配線の締め付けを含む)。

  • X軸とY軸のベルトを両方締める。たるみはゼロであるべき。

  • 細いねじ付きZ軸ロッドを使用している場合は、振動を抑えるガイドパーツを印刷する。

  • 可能であれば、太いM8またはM10のねじ付きリードスクリューにアップグレードする。

  • 物理的に曲がったZ軸ロッドは交換する。

  • すべてのガイドロッドとねじ付きロッドに潤滑を行う。

  • ビルドプレートがスムーズに動くことを確認する。

  • パーツがどうしても高くて細すぎて揺れる場合は、半分に切るか手動でアンカーをデザインする必要があるかもしれない。

  • 将来的にアップグレードを検討するなら、リニアレールのCoreXY機を考慮する。

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