3Dプリンターが吐出しない？詰まりを順に切り分ける

「吐出しない」は、原因の異なる3つの故障をまとめて指す言葉です。違うほうを直そうとすると午後がまるごと消えます。まずどれに当たるかを見極め、その節に進んでください。

どの故障か

• まったく何も出てこない。 ノズルが詰まっている、フィラメントが送られていない、あるいはホットエンドが温度に達していない。次の節から始めてください。
• 出てはいるが、薄くてスカスカ。 吐出不足です。部分的な詰まり、流量設定の誤り、あるいは溶融が追いつかないホットエンド。
• 1時間はきれいに刷れて、そこで止まった。 ヒートクリープか、ゆっくり形成される詰まり。もっとも多く、もっとも誤診されるケースです。

まったく何も出てこない

上から順に進めてください。安く済む順に並べてあります。

1. 設定値ではなく、実際に温度に達しているか確認する。 冷えたホットエンドは何も吐出しませんし、多くのファームウェアは約170C以下でエクストルーダーを動かすことを拒否します。
2. フィラメントの経路を確認する。 絡んだり、巻きが自分の下に潜り込んだロールは結び目のように引っかかります。1メートル手で巻き出し、抵抗なく送れるか確かめてください。
3. エクストルーダーが噛んでいるか確認する。 アイドラーを開けてフィラメントを見ます。くっきりしたローレットの跡が付いているはずです。平らに削れているなら、ギアが押す代わりに溝を掘っています。傷んだ部分を切り落として入れ直してください。
4. アイドラーのテンションを確認する。 緩すぎればギアが空転します。締めすぎればフィラメントが楕円に潰れ、スロートで固着します。
5. 手でフィラメントを押し込んでみる。 ホットエンドをプリント温度にし、アイドラーを解放した状態で。手で楽に出るならエクストルーダー側の問題。出ないならホットエンド側の問題です。
6. ノズルを通す。 ホットエンドを熱したまま、0.4mmのクリーニングニードルを先端から数回通し、そのあとフィラメントを押し出します。一度は通っても次のプリントでまた詰まるなら、異物はもっと上にあります。コールドプルへ。

吐出不足：薄くスカスカの壁

ノズルは樹脂を出してはいますが、量が足りていません。隣り合う線の間の隙間、光が透けて見える上面、薄く感じる壁を探してください。

• 部分的な詰まり。 もっとも多い原因です。異物や炭化した樹脂がオリフィスを狭めています。コールドプルを。
• 温度が低すぎる。 硬い樹脂は押し出しに抵抗します。ノズルを5-10C上げ、隙間が埋まるか観察してください。
• ホットエンドの溶融能力を超える速度で刷っている。 どのホットエンドにも体積流量の上限があります。0.4mmノズルの標準ホットエンドで、おおむね10-15 mm³/s あたりが天井です。高速プロファイルも太いノズルも、簡単にこれを超えます。速度を落とすか温度を上げてください。
• 流量またはEステップの設定ミス。 下記参照。
• フィラメント径の不一致。 2.85mm用のプロファイルで1.75mmを流せば、途方もなく吐出不足になります。スライサーを確認してください。
• フィラメントが湿っている。 水分はパチパチという音と不安定な流れを生み、吐出不足のように見えます。ノズルがシュー、パチパチと鳴るならスプールを乾燥させてください。
• PTFEチューブの部分的な閉塞。 ボーデン機では、切断面が斜めだったりノズルから後退したチューブが、樹脂の溜まる隙間を作ります。

最初は順調、途中で止まる：ヒートクリープ

一度見れば忘れられない特徴があります。最初の30〜90分は完璧で、そこから吐出が細り、エクストルーダーがカチカチ鳴り始めます。すべて冷ましてからフィラメントを抜くと、ヒートブレークのすぐ上が太く膨らんだ栓になっています。

熱がクーラーの排熱能力を超えてホットエンドを遡り、スロート内でフィラメントが軟化・膨張して、溶けた樹脂を通すようには設計されていない区間に食い込むのです。

確認する価値のある順に、原因を挙げます。

• ホットエンドの冷却ファンが回っていない、または塞がれている。 パーツ冷却ファンではなく、ヒートシンクに向いた小さいほうのファンです。プリント中ずっと回っているか確認してください。
• 素材に対してチャンバーが熱すぎる。 PLAが密閉環境で詰まるのはこれが理由です。PLAなら扉を開けてください。
• 素材が求める以上にノズル温度が高い。 5-10C下げるだけで解決することがよくあります。
• 長いリトラクションが溶けた樹脂をコールドゾーンに引き上げている。 ダイレクトドライブなら2mm程度以下に抑えてください。
• サーマルグリスの塗布不良、またはヒートブレークの緩み。 ノズルに密着していないヒートブレークは、樹脂が入り込んで冷える隙間を残します。
• 室温。 夏の暑い部屋にあるプリンターは、冬の同じプリンターとは本質的に別のマシンです。

コールドプル

分解せずに部分的な詰まりの大半を解消できる、唯一のメンテナンス手順です。ナイロンがもっとも効果的で、PLAでも十分に機能します。

1. 装填中の素材のプリント温度までノズルを熱し、色がきれいに出るまで新しいフィラメントを押し出します。
2. 目標温度をPLAなら約90C、ナイロンなら約120Cまで下げ、実際にその温度に達するまで待ちます。
3. フィラメントをまっすぐ、しっかりと、一気に引き抜きます。
4. 先端を見てください。ノズル内部を写し取ったような、鋭くきれいな円錐が理想です。異物のかけらが付いていることもよくあります。
5. 先端がきれいに抜けるまで繰り返します。

コールドプルを3回試しても通らなければ、そのノズルは寿命です。消耗品なので、粘らずに交換してください。

エクストルーダーのカチカチ・空回り

カチカチという音は、エクストルーダーのモーターがグリップを失って逆戻りしている音です。これは原因ではなく症状なので、何が抵抗しているのかを突き止めてください。

• ノズルの詰まり、または部分的な閉塞
• その流量に対して温度が低すぎる
• ホットエンドに対して速度が速すぎる
• Zオフセットが低すぎて、ノズルがベッドを引きずり樹脂の逃げ場がない
• アイドラーの締めすぎでフィラメントが変形している
• スプールの絡まり

カチカチが1層目だけで起きるなら、まずZオフセットを確認してください。「エクストルーダーが壊れた」という報告の意外に多くが、この1件で説明できます。

流量とEステップを確認する

他に症状はないのにプリントが一貫してわずかに薄いなら、推測せずキャリブレーションしてください。

1. エクストルーダー入口から120mm上のフィラメントに印を付けます。
2. ホットエンドを熱した状態で、低速で100mmの押し出しを指示します。
3. 印から入口までを測ります。20mmであるべきです。

25mm残っているなら、実際には95mmしか送られておらず、Eステップが5%不足しています。ファームウェアで補正し、シングルウォールのテストキューブで確認してください。ウォール1本・天面なしの中空キューブをスライスして刷り、ノギスで壁を測ります。0.4mmノズルならおおむね0.42-0.45mmになるはずです。差分は流量倍率で詰めてください。

予防

吐出トラブルの大半は、時間差でやってくるメンテナンス不足です。ノズルは摩耗して詰まり、PTFEライナーは劣化し、ヒートシンクのファンは埃で詰まり、研磨性フィラメントはその3つすべてを加速させます。

推測ではなくノズルの使用時間を追い、フィラメントを乾いた状態に保ち、プリントを台無しにされる前にノズルを交換してください。Gyroidはプリンターごとのプリント時間を数え、それに対してノズル・ベルト・注油のリマインダーを組みます。これらのトラブルの半分を引き起こす消耗品が、失敗したプリントのあとではなく、予定に沿って交換されるようになります。