3Dプリンター：反り＆ベッド接着のコツ
夜に長時間プリントを開始し、すべて順調に見えたのに、朝にはきれいな筐体の代わりに、半分剥がれて曲がった部品がプリントベッドに載っている。角がめくれて、底面が小さな滑り台のようになり、最悪の場合、ノズルがすでに印刷物を削り取っている。33d.chのワークショップでは、安価なエントリーモデルでもプロフェッショナルな機械でも、このような状況を何度も目にします。
これらのケースのほぼすべてには、2つの共通の原因があります：反り（つまり、端がめくれること）と、ベッドへの接着力が弱すぎること。どちらも、プロジェクトが数時間実行された後、終了直前に失敗する原因となり、顧客がプロトタイプを待っている場合には、非常にイライラします。
そこで、私たちは経験をまとめました：反りが物理的にどのように発生するか、PLA、PETG、ASAで一般的に機能する設定、本当に役立つプリント補助、そして不満よりも進歩を妨げる神話がどこに広まっているか。
Quelle: 独自の表現
基本と原因
反りで何が起こっているのか
FDM 3Dプリントでは、熱可塑性プラスチック（例：PLA、PETG、ASA）を溶かし、薄い線で層ごとプリントベッドに配置します。冷却時にプラスチックはわずかに収縮します。これが層間で異なる速度で発生すると、上の領域が下の領域を引っ張り、角が上に曲がり、典型的な「 反り」が発生します。.
技術的には、温度差による内部応力であって、部品とプリントベッドの接着力よりも大きい場合です。 (出典). 特に、ABS、ASA、ナイロンなどの収縮率が高い素材で、大きくて平らな部品が影響を受けやすいですが、PLAや多くのPETGタイプは「低反り」と見なされます。 (出典).
最初の層は土台
プリントの失敗は、最初の層が適切に接着しないことが原因で起こることが、少なくとも同じくらい頻繁にあります。フィラメントは緩く置かれるだけで、ノズルにくっついたり,引きずられたり,わずかな衝撃でもずれたりします。 (出典). ここで、ベッドレベリング、Zオフセット、ベッド温度、汚れ（指の脂！）の有無、表面（ガラス、PEI、テクスチャ加工されたシート）の選択が重要な役割を果たします。 (出典).
実際には、最初のレイヤーで後続のプリントの進行状況を「読む」ことができることが多いです。不均一だったり、強く押しつぶされすぎたり、穴があったりすると、反りの危険性が大幅に高まります。 (出典). 33d.chでは、最初の2〜3分間を注意深く観察する習慣がつくまで少し時間がかかりました。今では、8時間後にバナナのような部品をプリントアウトするよりも、早くプリントを中止する方が良いと考えています。
Quelle: makeuseof.com
典型的な兆候としては、部品とベッドの間に小さな隙間がある、またはノズルがめくれ上がった端の上を通過する際に聞こえる「カチカチ」という音があります。文献では、反りは、端または表面全体が視覚的に上に湾曲することと説明されており、通常は最初の層の角から始まります。 (出典, 出典, 出典). 部品が大きくて平らであるほど、これらの効果は強く現れます—特に高いプリント温度とベッド温度の場合。
加熱されたベッドは、最初のレイヤーがきちんと配置されていない限り、問題を解決しません。ベッドが正しくレベリングされていない、またはZオフセットが高すぎると、最初のレイヤーが遠すぎます（接触不良）。低すぎると、材料が押しつぶされ、「象の足」が発生し、フィラメントが横にはみ出す可能性があります。 (出典). さらに、表示されているベッド温度は、実際のガラスまたはシートの温度よりも5〜10℃高いことがよくあります。 (出典). そして、ベッドが指紋やほこりで覆われていると、フィラメントがほとんどグリップできなくなります。 (出典).
環境＆ドラフト
ドラフトは反りターボのように作用します：大きPartの角が残りの部分よりも早く冷却されると、より収縮して目に見えてめくれ上がります。 (出典). 特にABSまたはASAでは、窓や換気口からのわずかな空気の流れでも、ひび割れや層の剥離を引き起こすのに十分です。 (出典). PLAの場合、多くのメーカーは安定した室温約20〜25℃を推奨しています。冬に窓を「少しだけ」開けた場合のような、大幅な温度低下は、反りの危険性を大幅に高めます。 (出典). エンクロージャー、または少なくとも風から保護された設置場所は、これらの温度勾配を減らし、結果をはるかに再現可能にします。 (出典).
クイック原因チェックリスト
プリントがめくれる場合、ワークショップでは通常、この順序でこれらの点をチェックします。
- ベッドを清掃する（イソプロピルアルコールまたは食器用洗剤を使用）し、傷や残留物がないか目視で確認する。
- レベリングとZオフセットを確認する（紙テストまたはメッシュレベリング）。
- 最初の層を観察する：隙間なく、盛り上がりもなく、きれいに閉じているか？
- ドラフトを排除する（窓、エアコン、隣のプリンターのファン）。
- 推奨範囲内のベッド温度を確認し、必要に応じて5℃刻みで調整する。
| 症状 | 典型的な原因 | 最初に確認すること |
|---|---|---|
| 数ミリのプリント高さの後、角がめくれる | 内部応力と接着不足 | ブリムを有効にする、ベッドを清掃する、最初の層のファンを減らす |
| 部品が指で軽く動く | 最初の層が高すぎるか、ベッドが汚れている | Zオフセットを修正する、レベリングを再実行する、表面を脱脂する |
| 片方の角だけが反り、部屋の方向に向かっていることが多い | ドラフトまたは強い温度勾配 | プリンターを移動するか、囲む、窓を閉める |
素材別設定
素材の選択と設定は、プリントが反りにどれだけ敏感に反応するかに大きく影響します。PLAは比較的扱いやすく、接着には通常50〜60℃のベッド温度で十分です。 (出典). PETGははるかに強く接着し、糸引きしやすいですが、特にベッドが冷たすぎる場合や冷却が激しすぎる場合、大きな部品では依然として反りが発生する可能性があります。 (出典). ASAは機械的に強く耐熱性がありますが、はるかに高いベッド温度（約90〜120℃）が必要で、反りを抑えるためにエンクロージャーを強く推奨します。 (出典).
いくつかの実用的なガイドやメーカーの仕様では、PLAは通常50〜60℃、PETGは70〜85℃、ABSは90〜110℃が開始点として挙げられています。 (出典). PETGには、特にガラスまたはテクスチャ加工されたシートの場合、70〜90℃でスイートスポットは80℃前後が推奨されます。 (出典, 出典). ASAの場合、多くの推奨事項は90〜120℃のベッド温度ですが、特殊な配合ではわずかに低下することもありますが、ほぼ常に十分に予熱されたプレートが使用されます。 (出典).
私たちは新しいフィラメントをこれらの範囲で着実に開始し、5℃刻みで調整していきます。各変更は最初の層の写真とともに文書化します—これにより、どの組み合わせでエッジが最も静かになるかを後ですぐに確認できます。
PLAとほとんどのPETGアプリケーションでは、ドラフトのない部屋で十分です。多くのユーザーが、オープンデバイスで70〜85℃のベッド温度でPETGを正常にプリントしています。 (出典). エンクロージャーは、温度差がすぐに応力を引き起こす可能性のある、大きなPETG部品やASA/ABS部品をプリントする場合に役立ちます。 (出典). ASAの場合、メーカーとコミュニティは、環境温度を安定させ、層のひび割れを防ぐために、密閉されたチャンバーまたは少なくとも即席の防風カバーを明確に推奨しています。 (出典, 出典).
33d.chでの新しいフィラメントのテスト方法
- 小さなキャリブレーション部品（例：角が丸い60x60mmプレート）を選択します。
- ベッド温度をメーカーの推奨値に設定し、最初の3〜5層のファンを無効にします。
- ブリム（5〜10ライン）を有効にし、レイヤー1のプリント速度を20〜30mm/sに減速します。
- プリントを開始し、最初のレイヤーを観察して文書化します（写真、温度とファンの簡単なメモ）。
- 一度に1つのパラメータのみを変更します—そうしないと、何が実際に役立ったのかわからなくなります。
これは少し手間がかかるように思えますが、後で自分の素材プロファイルを利用できるようになるため、長期的には大幅な時間を節約できます。
プリント補助＆スライサー設定
基本が整っても部品がまだ問題を起こす場合、プリント補助が登場します。ブリムは、部品の外縁に直接隣接する1つまたは複数のラインからなる広い襟で、接触面積を増やします。これにより、部品全体を厚いベースに置くことなく、特に細いまたは高い部品が安定し、反りが軽減されます。 (出典). 一方、ラフトはモデル全体の多層プレートです—ABSやASAのような非常に反りやすい素材には最適ですが、素材を多く消費し、きれいに除去するのが難しいです。 (出典).
実際には、PLAとPETGでは、多くの場合、広いブリムで十分ですが、ラフトは大きくて要求の厳しいASAまたはABS部品でその真価を発揮します。ブリムなしで80%のプリント高さで部品が劇的に反り上がった経験は数多くありますが、同じジョブを8ラインのブリムで行った場合は完全に平らに仕上がりました。ASA部品をブリムなしと広範なブリムありで比較した写真はこの違いを非常に明確に示しています。
Quelle: tronxy.com
ガラス＋プリット／UHUスティック、PEIコーティング、テクスチャ加工されたシート、または特殊な接着スプレーはすべて実証済みですが、素材によっては性能が異なります。 (出典). ASAの場合、メーカーは接着力を向上させながらも取り外し可能な接続を維持するために、ガラス、Kaptonまたはブルーテープとヘアスプレーまたは3Dプリント接着剤との組み合わせを推奨しています。 (出典). 定期的にイソプロピルアルコールまたは食器用洗剤でベッドを清掃し、グリースやほこりを取り除くことが重要です！ (出典). 特定の組み合わせ、例えば滑らかなPEIに直接PETGが強すぎると、薄い接着スティックの層が分離層として機能し、後で部品を取り外しやすくすることができます。 (出典).
ブリムやラフトに加えて、特に最初の層の速度を遅くし、最初の層のフローレートをわずかに上げ、部品冷却を減らすか無効にすることが役立ちます。 (出典). 多くの実践的なガイドでは、フィラメントが定着する時間を与えるために、レイヤー1の速度を20〜30mm/s、押し出しを105〜110％にすることを推奨しています。 (出典). ABSのような収縮率の高い素材には、ファン設定を0〜20％にするか、完全にファンなしにするのが価値がありますが、その代わりベッドを熱くし、理想的にはエンクロージャーを使用します。 (出典). PETGの場合、最初の層の後に約30〜50％の中程度のファン値が、反りを不必要に悪化させることなく、糸引きを減らすのに適しています。 (出典).
安定した最初の層のためのスライサーチェックリスト
- First Layer Height わずかに高く選択します（例：0.20〜0.28 mm）。これにより、小さな凹凸が補正されます。
- First Layer Speed 20〜30 mm/sに制限します。
- First Layer Flow わずかに増やします（105〜110％）。ただし、レイヤーがすでに過度に押しつぶされているように見えない場合に限ります。
- Brim 大きくて平らな、または角のある部品には、標準で有効にします。
- Part Cooling 最初の3〜5レイヤーでは、オフまたは大幅に減らしたままにします。
33d.chでは、長時間のプリントの前に、これらの点を簡単なプリフライトチェックとして実施する習慣がついており、これにより失敗が大幅に減少します。
神話と誤解
神話1：「ベッド温度が高いほど反りは少なくなる—だから最大まで上げればいい。」
評価：むしろ間違い。ベッドが冷たすぎると不十分な接着と反りを引き起こすことが多いですが、ベッドが熱すぎると、象の足、過度に柔らかい最初の層、取り外しが非常に困難な部品など、別の問題が発生します。 (出典). PLA、PETG、ABSのメーカー推奨値は通常50〜60℃、70〜85℃、90〜110℃であり、「すべて110℃」とはかけ離れています。 (出典, 出典). 私たちの考え方：推奨範囲で開始し、小さなステップで調整し、最初の層の写真を撮って結果を比較します—それ以外は推測にすぎません。
神話2：「PETGは決して反らない、反りはABS/ASAだけの問題だ。」
評価：間違い。PETGは従来のABSよりも収縮率が低いですが、大きなプリントやベッド温度が低すぎると、特に角でかなりの反りが発生する可能性があります。 (出典). そのため、実用的なガイドでは、反りを避けるために、70〜90℃の加熱ベッドと、最初の層での冷却の低減を常に推奨しています。 (出典, 出典). コミュニティのスレッドでは、「PETGは決して反らない」から「計画通りに何もプリントできない」まで、両極端な意見が見られます。 (出典). 違いは、ほとんどの場合、リールのラベルではなく、設定と環境にあります。
神話3：「ラフトはブリムよりも常に反りを防ぐのに優れている。」
評価：状況によります。ラフトはベッドとの接触面積を最大にし、不均一さを隠すため、原則として反りに対して非常に有効です—特にABS/ASAや非常に大きな部品の場合。 (出典). 同時に、コミュニティの経験では、環境、温度、冷却が適切でない場合、モデルはラフトの上で反ったままになることがあります。 (出典). 多くの場合、ブリムで十分であり、素材を少なく消費し、取り外しが簡単で、部品の底面への影響が少ないです。 (出典). 33d.chでは、ブリムとクリーンな設定が十分でない場合にのみラフトを使用します。
神話4：「ファンの冷却を増やすと、部品が早く固まるので常に役立つ。」
評価：むしろ間違い。PLAでは、ディテールやオーバーハングをきれいに仕上げるために強力なファン冷却が重要ですが、特に最初の層では、プラスチックが速く冷却され、角がベッドからさらに剥がれるため、反りを悪化させる可能性があります。 (出典). 多くの推奨事項では、最初の3〜5層でファンを完全にオフにし、その後徐々に上げるようにしています。 (出典). ABSとASAの場合、メーカーは反りや層の剥離を助長する可能性があるため、部品冷却を大幅に避けることを推奨することがよくあります。 (出典).
神話5：「反りは、設定ではなく、安価なプリンターの兆候にすぎない。」
評価：間違い。もちろん、高品質のプリンターはベッドの平坦性、温度安定性、自動レベリングにおいて利点がありますが、反りは本来、ロゴではなく物理法則に起因します。高価なデバイスでも、不適切な温度、過度のドラフト、または不適合な素材では、かなりの反りが発生します。 (出典). 同時に、レベリング、ベッド温度、接着剤、ブリム、環境が適切に調整されていれば、安価なプリンターの多くの問題は大幅に軽減できます。 (出典). キャリブレーション前後の安価なプリンターの良好な比較写真は、この神話に対する最良の反証となることがよくあります。
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このトピックをビデオで説明してもらいたい場合は、多くの優れたステップバイステップガイドがあります。推奨ビデオ： 「 3Dプリントの反りを修正する方法（英語） 」—ここでは、最も重要な原因と対策が非常にわかりやすく示されています。
実践的な日常適用
ワークショップや趣味の地下室での日常では、数々の「秘密のヒント」のリストよりも、明確な手順が役立ちます。新しいセットアップでは、まずベッドを徹底的に清掃し、次にレベリングを確認し（紙テストまたはメッシュレベリング）、最初のレイヤーを意図的にゆっくりと観察します。 (出典). その後、推奨範囲内の妥当なベッド温度で開始し、各ステップで最初の層の写真を撮りながら5℃刻みで最適化します。 (出典, 出典). 大きくて平らな部品や非常に平らな部品が出てきたら、ブリムと—ASA/ABSの場合は—エンクロージャーを追加します。 (出典).
情報の分類については、単一の情報源に頼るのではなく、3つのグループに大別しています：メーカーのデータシートと技術ブログ（素材と温度の基本値）。CNC KitchenによるPLA、PETG、ASAの比較のような独立したテスト（機械的特性と現実的なプリント条件）。そして、具体的な問題ケースのコミュニティスレッドで、特に繰り返しパターンと説得力のある写真に注目しています。 (出典, 出典). これにより、単一の経験報告が私たちのセットアップを袋小路に導くことを避けます。
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もう一つ見る価値のあるビデオは、「 First Layer & Bed Adhesion Guide（英語）. 」です。このようなビデオは、自身のテストの良い補完となりますが、各プリンターと各フィラメントの反応がわずかに異なるため、それらに完全に取って代わるものではありません。
多くの記事やブログ投稿にもかかわらず、まだいくつかのギャップがあります。例えば、推奨ベッド温度の表は存在しますが、ベッドのさまざまな場所での実際の表面温度を体系的に調査した、自由にアクセスできる測定シリーズはほとんどありません—これにより、センサーと実際のガラス表面の間で5〜10℃のずれが生じることがあります。 (出典). エンクロージャーのテーマについても、素材ごとの最適なチャンバー温度の厳密な限界値ではなく、経験則に頼っています。多くの場合25〜40℃が言及されていますが、これはまだ広範な研究で十分に裏付けられていません。 (出典).
「低反り」または改質された素材、例えばABS+、ASAバリアント、または充填されたPETGの種類も興味深いですが、まだきれいに文書化されていません。メーカーは収縮率の低下を強調していますが、独立した比較データはほとんど公開されていません。 (出典). 私たちの推奨事項：メーカーの仕様を開始点として使用しますが、常に独自の小さなテストと組み合わせてください—特に新しいフィラメントや、ベッド表面と接着剤の ungewohnten Kombinationen の場合。
要するに、反りとベッド接着不良は神秘的な呪いではなく、温度差、材料特性、最初の層とプリントベッドの間の不十分な接触の結果です。現実的なベッド温度、安定した環境、クリーンなレベリング、賢く使用されたブリムやラフト、そして適切な接着剤を組み合わせれば、ほとんどの場合PLA、PETG、ASAをうまく処理できます—そしてあなた自身のビフォー／アフター写真はそれを証明するでしょう。
ミニ結論：すぐに試せる5つのこと
- ベッドをきれいに＆レベリングをチェック – 私たちの経験では、これだけでほとんどの接着問題の大部分が解決します。
- 最初の層を遅くする – 20〜30 mm/sと少し多めのフローで、フィラメントがベッドに結合する時間を与えます。
- 問題のある部品にはブリムを標準で – 大きくて平らな、または角のあるものはすべて、自動的にブリムを付けます。
- ドラフトを排除する – プリンターを窓や換気口から離すか、簡単なエンクロージャーを使用します。
- 変更を記録する – 写真、簡単なメモ、独自のプロファイルは、次のプロジェクトでの検索時間を大幅に節約します。