Z軸の揺れ
Z軸のぐらつきが発生していると、まるで小さなレイヤーずれが何度も起きているように見えます。場合によっては、各レイヤーごとにそう見えることもあります。ぐらつきが軽微な場合は、印刷面がきれいでないように見えるだけかもしれません。スライサーの設定をすべて正しく詰めても、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、おそらく見た目がぐらついた印刷になる最も一般的な原因です。エクストルーダーキャリッジが印刷中に常に動いてガタつくため、時間の経過とともにネジが緩んでしまいます。特に3Dプリント部品では、量産品のキャリッジやエクストルーダーほど公差が厳しくないため、よく起こります。3Dプリント部品を使った200ドルの標準的なPrusa i3よりも、3,000ドル以上のマシンでE3Dホットエンド付きのE3Dエクストルーダーを使っている場合のほうが、この問題ははるかに起きにくくなります。
これは、高価なマシンほど、各部をしっかり支える高品質なパーツを使っていることが多いからです。低価格帯のマシンでは、わずかな公差問題のあるプリント部品が使われていたり、ベルトやベアリングを固定するのに結束バンドが使われていたりします。こうした結束バンドは時間の経過とともに伸び、キャリッジがしっかり固定されない状態になります。
ホットエンド/エクストルーダーの取り付け部分を簡単に動かしたりガタつかせたりできないか、頻繁に確認してください。ホットエンドを室温まで下げ、文字通りホットエンドをつかんで動かしてみます。乱暴に扱わず、少し揺らす程度で構いません。キャリッジや Z軸のぐらつき 313 ホットエンドがガタつく、または遊びがある場合は、この問題を解消するためにそれを修正する必要があります。ホットエンドに遊びのないマシンほど、Z軸のぐらつきは最小になります。
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ります。締めても問題が解決しない場合は、3Dプリント部品が摩耗しているか、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、再印刷する必要があります。そうでなければ、次の対策へ進んでください。 古くなった/摩耗したベアリングを交換し、ベアリングとローラーがしっかり固定されていることを確認する
手で動かそうとしたときにキャリッジがガタつくのに、エクストルーダーキャリッジ全体とホットエンドがしっかり組まれている場合、ベアリングが経年で緩んでいる可能性があります。ご想像のとおり、これは金属ベアリングよりもプラスチックベアリングでより一般的です。
このベアリングの問題は、リニアレールやローラー付きアルミ押し出し材ではなく、リニアロッドを使うプリンター特有のものです。リニアレールが推奨され、こうした問題は起きません。Ender 3のようなローラー式のプリンターでは、ローラーのナットを回してアルミ押し出し材に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すぎないようにしてください。このナットは、いわゆる「右に回せば締まる」タイプではありません。片側の圧力が強く、反対側は弱いので、1周すると元の位置に戻ります。ローラーがしっかり固定されるまで回し、すべての軸でこれを行ってください。
滑らかなロッドを使ったプリンターでこのガタつきテストを行うと、Xベアリングに小さな隙間があるかどうかを確認できるはずです。
2年使った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。これはプラスチックベアリングを使っていたLulzbot TAZ 5機でのことです。交換したベアリングには遊びがなく、リニアロッドをしっかりつかんでいました。
ベアリングを固定するのに結束バンドなどを使っている安価なマシンを使っている場合は、それらを新しい結束バンドに交換するか、ベアリングをしっかり固定できる印刷用パーツをオンラインで探して印刷する必要があります。こうした問題をそもそも起こしにくくするために、リニアレールを好む人が多くなっています。
ホットエンドとノズルが正しく、しっかり取り付けられていることを確認する
ホットエンドの組み立て方は少しずつ異なりますが、どれも加熱したホットエンドで最終締め付けを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、以前はしっかりしていたノズル/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、印刷中ずっとヒーターブロックがガタつき、印刷物に見苦しいぐらつきが出る原因になります。 ホット時にヒーターブロックが緩い、または余分な材料が常にノズルに付着するようであれば、それら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、240°Cまで加熱した状態で、適切な手袋と工具を使って行うことを常に推奨します。火傷する可能性が非常に高いので、極めて慎重に行ってください。室温でホットエンド/ノズルを締めると、240°Cでは十分に締まっていないことが分かります。
それでも、締めすぎないように注意してください。締めすぎが原因で、かなりの数のヒーターブロック、ノズル、ヒートブレイクバレルを壊してきました。これらの部品は、特に熱い状態では、圧力で簡単に折れてしまいます。ホットエンドを加熱した状態でノズルを締めるときは、ノズルとヒートブロックが緩んでおらず、印刷中に回って外れないと分かるところまでだけ締めてください。力任せに締めないでください。
それでもホットエンドがガタつき、固定がしっかりしていることを確認済みなら、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。作りの悪い部品は公差が厳密でないため、ねじ部にこうした隙間が生じることがあります。節約したいならそれもできますが、この理由から、信頼できるメーカーから購入することだけを推奨します。
ビルドプレート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、プリントベッドにもガタつきがないことを確認する必要があります。CoreXYマシンでは、ベッドは上下にしか動かないため、これは問題になりません。
Cartesian機では、ホットエンドがガタつく場合と同様に、ビルドプレートの遊びやガタつきがZ軸のぐらつきにつながります。印刷していないとき、ベッドが室温の状態で、上下左右にしっかり揺らしてみてください。プリントベッドは、マシン全体が動くことによるもの以外の動きがあってはいけません。プリントベッドにベアリング、ローラー、または固定部分の遊びがある場合は、修正が必要です。
古い安価なDIYマシンでは、ビルドプレートの固定具が結束バンドでベアリングに取り付けられていました。これらの結束バンドは、1～2か月ほど印刷すると伸びてしまうようです。
キャリッジと同様に、時間の経過で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（リニアレールシステムを使っている場合を除く）。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をしっかりつかむまでその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いて、公差内であることを確認してください。ガラスなどのプリント面を取り外し、すべてをつないでいるネジを締めます。これらは他のすべてのネジと同様、時間の経過とともに緩みます。
すべてのベルトを締める
すべての固定部がしっかりしており、エクストルーダーとビルドプレートにガタつきがないことを確認することに加えて、Z軸のぐらつきの次に多い原因はベルトの緩みです。
3Dプリントのコツの別の場所でも説明しているように、ベルトを締めすぎることはあり得ますが、ベルトが結束バンドで固定されているだけの低価格帯マシンでは、それはかなり難しいです。X軸とY軸の両方のベルトは、手で触れてしっかり弾力があり、たるみがゼロであるべきです。
ベルトに少しでもたるみがあるなら、締める必要があります。低価格で未改造のマシンでは、ベルトをつないでいる結束バンドを切り、新しい結束バンドを付けながらペンチで引っ張って締めてください。ベルトが以前より締まっていて、結束バンドが全体をしっかり押さえ、ベルトが滑らないようにしてください。
ベルトテンショナーがないプリンターには追加することを常に推奨します。幸い、人気のEnder 3 V2には標準装備されています。これらのベルトを手で触れて弾力が出るまで締めるだけです。ベルトが緩いと、確実にZ軸のぐらつきやその他の問題につながります。
これらのベルト締めノブがない場合でも、おそらくThingiverseにお使いの機種向けのファイルがあるはずです。
これらを追加すると締めすぎることができてしまうので注意してください。ノブを回して、ベルトが手で触れて非常に弾力がある状態になるまでにしてください。これを行う科学的な方法はなく、とにかくたるみが一切ないことを確認したいだけです。
ぐらついたり曲がったロッドがないか確認する
太いM8やM10のリードスクリューではなく、細いねじ切りのM5またはM6のZロッドを使うと、時間の経過とともにロッドがぐらついたり曲がったりする原因になります。より太いM10リードスクリューにアップグレードすると大幅に改善し、Z軸のぐらつきを最小限に抑え、ロッドの曲がりを防げます。
この不安定さは、プリンターをZ軸に沿って上下させれば簡単に確認できます。ぐらつくZロッドは、アンチウィブルカップリングで安定させることができますが、これは曲がったロッドの交換や、より太いリードスクリューへのアップグレードの代わりにはなりません。かなり曲がったロッドは、マシンを頻繁に運搬している場合を除けばあまり一般的ではありませんが、交換が必要です。
Thingiverseやその他で入手できるいくつかのモデル、たとえばtoolsonの「anti-wobble coupling」は、ねじ切りZ軸ロッドのぐらつきを軽減するのに役立ちます。これは有効ですが、実際に曲がったロッドを直すことはできず、より太いリードスクリューへのアップグレードのほうが優れた解決策です。
アンチバックラッシュのバネ付きナットを追加する
これらのアンチバックラッシュナットは通常、より太いリードスクリュー向けで、Z軸を上下させる際のバックラッシュをかなり抑えるのに役立ちます。
これは少し説明しづらいですが、これらのバネと追加ナットを使うことで、ガタつきがかなり減り、Z軸のぐらつきがあるように見える印刷も少なくなるはずです。アンチバックラッシュ部品が同じピッチである必要があるため、リードスクリューのピッチに注意してください。8mmリードスクリューの大半はピッチ2ですが、プリンターの仕様（またはアップグレード時にオンラインで購入する部品）で確認する必要があります。
また、実際に追加するプリンターでそれらが使えることも確認してください。
ガイドロッドとねじロッドに潤滑剤を塗る
X軸とY軸のガイドロッドは、（リニアロッド式プリンターを使っている場合）両方のキャリッジが自由に動けるほど滑らかである必要があります。Z軸のガイドロッド（ねじ切りされていないもの）も、キャリッジが引っかかったりベアリングが固着したりせずにZ方向へ動けるほど滑らかである必要があります。 多くのプリンターは自己潤滑ベアリングを使っていますが、それでも頻繁に印刷すると潤滑が必要になります。ベアリングが固着したり、印刷中に動きが悪くなったりすると、Z軸のぐらつきが発生することがあります。
白色リチウムグリースを少し用意し、布でこれらのねじなしガイドロッドに塗ってください。すべての軸でキャリッジを動かし、ベアリング全体に行き渡らせます。これで問題が改善するはずです。
これもリニアレールを使う理由のひとつで、追加の潤滑は必要ありません。
滑らかなロッドとあわせて、ねじ切りロッド/リードスクリューにも少し潤滑剤を塗るべきです。布に少しリチウムグリースを取り、上下にこすり付けます。これらのねじ切りロッドが手触りで完全に乾いていないことを確認したいのです。
ベッドが前後に滑らかに動くことを確認する
で述べたように レイヤーずれ ページで説明したように、ビルドプレートの1つ以上の角を締めすぎると、ベッドを前後に動かすのが非常に難しくなります（もちろんCartesianマシンの場合のみ）。この動かしにくさはステッピングモーターのスキップを招き、レイヤーずれの原因になりますが、Z軸のぐらつきも引き起こす可能性があります。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。
部品が高すぎて細すぎませんか？
この問題はCoreXYマシンではそれほど頻繁には起こりませんが、ビルドプレートが前後に動くCartesian 3Dプリンターでは、高くて細い印刷物がぐらつくことがあります。完璧なベッド密着でどれだけブリムを付けても、高くて細い部品を印刷していると、ベッドが前後に動くにつれておそらくぐらつきます。
このぐらつきにより、印刷物の上部にZ軸のぐらつきが出て、下部はきれいなままという状態になります。
正直に言うと、これに完全な回避策はありません。印刷物にアンカーを手動で設計して、背が高くなるにつれてさらに固定されるようにすることはできますが、そのまま非常に高く細い部品を印刷すると、たいていこのZ軸のぐらつきが出ます。
さらにアンカーを設計できない場合、非常に薄い展示用パーツは2つに切り、印刷後に接着するしかないことがよくあります。
以下は、Curaを使って部品に非常に簡単なアンカーを追加する方法の要約です。
パーツのアンカー固定:
高く細い部品のガタつきを防ぐ、より良い方法はおそらく他にもありますが、私たちが知る最も簡単な方法は、Curaで印刷物をアンカー固定することです。
以下は、Deadpoolモデルの細い2本の剣の例です。アンカーを追加しない場合、Cartesianマシンではビルドプレートが前後に揺れて、これらの剣の上半分が非常に見苦しくなります（完全に外れてしまわない限り）。
Curaでは、メインの印刷物と交差する第2のモデルを読み込めるようになりました。また、パーツ全体をサポートとして印刷することもできます。つまり、メイン構造の支えとしてのみ機能する第2のオブジェクトをドラッグできるということです。
上の例のこの長方形は薄いため、材料をそれほど使いませんが、剣の固定範囲を広げることができます。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「モデル別設定」をクリックし、次に「サポートとして印刷」を選びます。
形状を「サポートとして印刷」にしたら、それを背の高い細い印刷物の上にドラッグできます。
「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っており、背の高い細い印刷物を固定して前後のぐらつきを防ぐのに役立つことが分かります。
前述のとおり、これを行う方法は他にもあるはずですが、これはスライスソフト内で直接行えるので、私たちが知る最も簡単な方法です。
Z軸ぐらつきの修正まとめ
・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軸キャリッジのガタつきをすべて減らす。
リニアロッド式マシンでは、古くなった、または摩耗したベアリングを交換する。
アルミ押し出しフレームのプリンター（Ender 3など）では、ローラーを締める。
ホットエンドを240°Cまで加熱した状態で締め、締めすぎないようにする。
ベアリングの交換を含め、プリントベッドのすべてのぐらつきをなくし、すべての固定部を締める。
X軸とY軸の両方のベルトを締める。たるみはゼロであるべきです。
細いねじ切りのZ軸ロッドを使っている場合は、ぐらつきを抑えるのに役立つ部品を印刷する。
可能であれば、太いM8またはM10のねじ切り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ロッドに潤滑する。
ビルドプレートが滑らかに動けることを確認する。
部品が高すぎて細すぎてぐらつきを防げない場合は、半分に切るか、アンカーを手動で設計する必要があるかもしれません。
将来的にアップグレードしたくなったときのために、リニアレールのCoreXYマシンを検討してください。
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