3D プリンターのエクストルーダーのクリック、スリップ、スキップを修正！

押出機は、プリンターの重要な部分です。それらは、フィラメントをノズルに押し込む役割を果たします。ホットエンドと一緒に、押出システムを構成します。多くの設計がありますが、最も一般的なものは、モーター、ドライブギア、アイドラーホイールまたは 2 番目のギア (デュアルギア設計の場合) で構成され、メインギアに押し込んでフィラメントをグリップするスプリングを備えています。 /P>

押出機は、ノズルから十分な量のプラスチックを押し出せないと、ステップを飛ばしたり、スリップしたり、クリック音を発したりします。これは、ノズルが部分的または完全に詰まっている、ノズルがプリントベッドに近すぎる、押出温度が低い、フィラメントが絡まっている、PTFE チューブの問題、アイドラースプリングの張力が正しくない、または単に押し込もうとしていることが原因である可能性があります。プリンターがその能力を超えています。

エクストルーダーがスキップする原因と問題の解決方法

エクストルーダーがステップをスキップする理由はいくつかありますが、おそらく最も単純な理由 (私にはよく起こります) は、ノズルの詰まりです。しかし、すべての理由とその修正方法を見てみましょう:

もつれたフィラメント

絡み合ったフィラメントは見過ごされがちな単純な問題であり、プリントを台無しにする可能性があります。エクストルーダーの巻き戻し時にスプールがきちんと巻き取られていないと、結び目が形成されてシステムが詰まる可能性があります。これを防ぐには、常にスプールを均一に巻くか巻き戻すブランドから購入する必要があります.もう 1 つの重要なヒントは、スプールが常にきつく巻かれるように、エンドを緩めたままにしないことです。

PTFE チューブの不具合

お使いのプリンターには、ボーデンまたはダイレクトドライブの押出機と、内張りまたは全金属のホットエンドがあるかどうかに応じて、PTFE チューブが 1 つ、2 つ、またはまったくない場合があります。

ボーデンチューブは、フィラメントをエクストルーダーからホットエンドに導き、遠くから押したり引いたりできるように経路を制限します。公差が厳しいほど精度は向上しますが、公差が厳しいほどフィラメントが詰まる可能性も高くなります。

ボーデンチューブを使用している場合、最初にチェックする必要があるのは、フィラメントが簡単にスライドすることです。

ホットエンドから取り外し、手動でフィラメントを動かしてみてください。
自由に流れていれば、問題はありません。

ダイレクトドライブ押出機には、フィラメントを押出機に導くための PTFE チューブが付いている場合もあります。そのような場合、内部公差は、フィラメントが動き回らないようにするためのガイドにすぎないため、それほど重要ではありません。同じようにブロックされる可能性があるため、最初に確認する必要があります.

PVA、PVOH、およびその他の可溶性フィラメントを使用すると、空気吸湿により PTFE チューブ内で詰まりが発生する可能性があります。フィラメントはべたべたして膨らむので、使用前にこれらのフィラメントを注意深く乾燥させることをお勧めします。

一部の設計では (ただし、すべてが金属製のホットエンドではありません)、PTFE チューブがホットエンドに直接入り、ノズルに触れる場合があります。

チューブの先端が変形したり、焼けたりしていないか確認してください。
ボーデン管が長い場合は、損傷した部分を切り取って挿入し直してください。
鋭利な刃物を使用し、できるだけ垂直に切るようにして、端をきれいに整えます。
チューブが短い場合、または事前に切断した場合は、完全に交換することをお勧めします。

この問題は、バレル内のライナーでも発生する可能性があります。この場合、チューブを切断することはできないため、交換する必要があります。

ダイレクトドライブエクストルーダーでは、ライナーがギアの間に挟まれて押しつぶされ、それ自体がブロックされることがあります。ライナーを側面から押して、再び丸い形にすることもできますが、ほとんどの場合、完全に交換することをお勧めします

スプールホルダーの摩擦が大きすぎる

スプールホルダーは、エクストルーダーがフィラメントを引っ張って巻き戻す間、スプールが自由に回転できるようにする必要があります。ホルダーからの追加の摩擦により、押出機から押す力がなくなります。スプールホルダーをチェックして、フィラメントを引っ張ったときにスプールが少しの力で回転することを確認してください。ホルダーにベアリングが付いている場合は、ベアリングが自由に回転することを確認してください。場合によっては、スプールホルダーを改良して、より優れた代替品を購入したり、印刷したりすることもできます。

ノズルがプリントベッドに近すぎる

最初のレイヤーの高さは、印刷を成功させるための最も重要な設定の 1 つです。ノズルが遠すぎると最初の層がくっつかず、近すぎると最初の層がつぶれてしまいます。

エクストルーダーの問題が主に最初のレイヤーで発生することに気付いた場合は、最初のレイヤーが近すぎて、エクストルーダーがプラスチックを押し出さなければならないギャップが狭すぎて、必要な力がその容量を超えて増加していると考えられます。この機械。これは、プラスチックがまったく出てこないという極端に達することさえあります.

ベッドが水平になっていない場合、これは一部の場所でのみ発生し、他の場所では発生しない可能性があります.その場合、最初の層の高さが正しくないという問題ではなく、ベッドの高さの問題である可能性があります。

Z オフセットは、ホーミング Z 高さとノズル先端の実際の高さとの差をプリンタに伝える設定です。 Z0 がどこにあるかをマシンに正確に認識させたいため、これは非常に重要です。たとえば、0.2 mm の最初のレイヤーを印刷しようとしたときに 0.1 mm ずれている場合、実際にはベッドから 0.3 mm 離れてしまい、確実に接着の問題が発生します。自動ベッドレベリングシステムを使用しているか、標準のホーミングスイッチのみを使用しているかによって、プロセスが若干異なります。

最良の結果でこれを解決するには、隙間ゲージを使用することをお勧めします。このツールを使用すると、ノズルとベッドの間の距離を正確に知ることができます。 2 番目の選択肢は、1 枚の白い紙です。 70 g/m2 (グラム/平方メートル) の標準ボンド紙の厚さは 0.09 mm で、80 g/m2 の厚さは 0.1 mm です。

Z オフセットの調整方法:

ベッドが水平で清潔であることを確認してください。
ノズルがきれいで滴りがないことを確認してください。
ノズルとベッドを印刷温度まで加熱します。
ホーム Z に移動し、ノズルをベッドのほぼ中央に移動します。
隙間ゲージまたは既知の厚さの紙がベッドとノズルの間をほとんどスライドしないように、手動でノズルを上下させます。
最終的な Z 高さに注意してください。
Z オフセット設定に移動し、前に書き留めた最終的な Z 高さからゲージの厚さを差し引いた値を入力します。たとえば、最終的な高さが -1.30 mm の場合、厚さが 0.1 mm の場合、Z オフセットは -1.4 mm になります。 1.10 mm から紙またはゲージの厚さ 0.1 mm を差し引いたような正の値の場合も同様で、z オフセットは 1.00 mm にする必要があります。
設定をマシンに保存します。
Z の高さが正しく設定されていることを確認するには、Z を再びホームに戻し、ゲージの厚さ (例:0.1 mm) まで手動でジョグします。かろうじて隙間を滑ります。

Z オフセットは、スライサーと GCODE コマンドで入力することもできます。 Marlin では M206 になりますが、符号が反転していることに注意してください。正の値はノズルを下げ、負の値は上げます。 マシンの電源を切る前に設定を eeprom に保存することを忘れないでください。そうしないと、電源を入れるたびに入力する必要があります。

これを正しく設定すると、完璧な最初のレイヤーが得られるはずです。エクストルーダーや接着の問題が続く場合は、他に修正する必要がある可能性があります。

押出温度が低すぎます

ノズル温度が低すぎると、プラスチックの粘性が高すぎて通過できないか、完全に溶けない場合があります。エクストルーダーは力を入れすぎる必要があり、フィラメントをクリックしたり、すりつぶしたりします。最良の結果を得るには、メーカーの仕様に従って各フィラメントの温度を設定し、微調整する必要があります。押出機が追いつかない場合は、温度を数度上げてより速く印刷することもできますが、実用的な範囲内です.押し込みすぎると、印刷品質が大幅に低下したり、ポリマーが燃えたりする可能性があります.すべてのプリンターの読み取り値には多少の誤差があるため、特定のフィラメントスプールのフィラメントの印刷温度は同じではない可能性があります。

ノズルの詰まり

ノズルは基本的に金属片で、フィラメントを受け入れる穴が 1 つと、溶融プラスチックが押し出される別の小さな穴があります。小さなアウトレット穴は、特に小さいものでは目詰まりしがちです。詰まりは、溶けることができず、結果として押し出すことができない固形物によって形成されます.それらは、黒焦げになったプラスチックや、ノズルに入ってはならないその他の物質である可能性があります.

プラスチックが焦げるのを防ぐには、フィラメントの製造元が推奨する温度を超え、使用していないときはホットエンドをオフにする必要があります。ホットエンドが押し出されずに長時間高温に保たれると、内部の溶融プラスチックがカラメル化し、焦げ始める可能性があります。この化学反応は、材料の物理的特性を変化させ、液相にならないようにします。

エクストルーダーをオフにしないことによって引き起こされる可能性のある別の問題は、ホットエンド内のフィラメントがアニールされる可能性があることです。これは、ポリマーの内部構造が変化し、溶融するためにかなり多くの熱が必要になることを意味します.

異物の固形物は、多くの原因から発生する可能性があります。数年前、ノズル内にプラグを作成するのに十分な大きさのフィラメント内の小さな金属片またはその他の不純物の多くのケースがありました.現在、妥当な品質のフィラメントを購入すれば、これは問題になりません。一般的に見過ごされがちなもう 1 つの原因は、プラスチックのロールに蓄積されたほこりです。少量のほこりは害を及ぼすことはありませんが、ほこりの多いフィラメントを常に使用すると、ノズル内に蓄積して問題を引き起こす可能性があります.

フィラメントロールを清潔に保ち、発泡材を取り付けて、ホットエンドに入る前に付着している破片を拭き取ることで、将来の問題を防ぐことができます。

ノズルの詰まりを特定する方法:

完全な詰まりは簡単に識別できます。ノズルが適切な温度にあり、PTFE チューブまたはコールドエンドのボアの詰まりを取り除き、手動でノズルからプラスチックを押し出すことができない場合、詰まりはほぼ確実です。

プラスチックが出てくるので、何を探しているのかわからない場合、部分的な詰まりを見つけるのは簡単ではありません.それを理解する方法は、プラスチックがどのように出てくるかを見ることです.それはほぼ真っ直ぐ下に行き、完全に丸くなるはずです。部分的な詰まりがあると、通常は丸まって不規則な形になります。

ノズルの詰まりを解消する方法:

ノズルが詰まっていることがわかった場合は、分解せずに取り除く方法があります。この方法はコールドプルと呼ばれます。これは、基本的にノズルを低温に加熱し、詰まりの原因が取り除かれることを期待してフィラメントを引き抜くことから成るためです。

コールドプルを行う前に、印刷温度にある間に、鍼治療に使用されるような細い針を使用してノズルの内側を突き刺し、目詰まりを押し出すことをお勧めします。

コールドプルを実行するには:

ノズルを融解温度まで加熱します。
ヒーターを 100ºC に設定し、フィラメントがその温度に下がるまで押し続けます。
キャリッジを持ったまま、フィラメントからしっかりと引き抜きます。熱いホットエンドでやけどをしないように注意してください。
フィラメントの先端をよく見てください。理想的には、最後にコーンがあり、その中にいくつかの汚れがあります.コーンが表示されず、フィラメントが伸びている場合は、100ºC の代わりに 95ºC で繰り返してみてください。
先端にきれいなコーンができるまで、手順 1 から 4 を繰り返します。

コールドプルで詰まりが解消されない場合は、おそらくホットエンドを分解する必要があります。お使いのホットエンドモデルによってプロセスが異なる場合がありますが、ほとんどの場合、加熱ブロックを保持するためのモンキーレンチと、ノズルを緩めるための適切なサイズのチューブレンチを使用できます。

加熱されたブロックとヒートシンクの間の接続は非常に細くて壊れやすいチューブであるため、この操作を実行するときは非常に注意する必要があります。熱を伝える材料が少ないため、熱を遮断する役割を果たします。内部の材料や漏れた可能性のある材料が溶けて部品が結合しないように、分解はできればヒーターがオンになっている間に行う必要があります。

ホットエンドを分解すると、詰まりがノズルにあるかバレルにあるかを確認できます。ノズルを取り外した状態でプラスチックを押すことができる場合は、ノズルを交換するか、マシンの外で他の方法でそれをきれいにしようとします.ブロックされている場合、バレルを取り外して交換することもできます。

ホットエンドを再組み立てするには、製造元の指示を確認してください。ほとんどのモデルに当てはまるいくつかの注意事項:

加熱されたブロックではなく、バレルにノズルをしっかりと締めて、それらの間がしっかりと密閉されるようにしてください。
サーマルペーストを使用して、パフォーマンスを向上させ、スレッドの焼き付きを防止します。
ノズル、特に真ちゅう製のノズルはきつく締めすぎないでください。簡単に折れてしまい、加熱されたブロックから壊れたねじ山を取り除くのが難しい場合があります。
本締めは、印刷温度で行う必要があります。やけどをしないように十分注意してください。

フィラメントスプリングの張力がきつすぎる、または緩すぎる

アイドラーホイールをフィラメントに押し込んでドライブギアに押し付ける張力は、フィラメントをつかむのに十分な張力でなければなりません。緩すぎると、ドライブギアが自由に回転するか、フィラメントがすりつぶされてへこみが生じ、フィラメントを押すのがさらに難しくなります。

詰まりや温度が低すぎるなどの問題がなければ、エクストルーダーのスプリングを締めてみてください。バンプがすでに作成されている場合は、フィラメントを取り出し、擦れた長さをカットして再挿入する必要があります。スプリングがきつすぎると、フィラメントが押しつぶされたり、ギアの歯から非常に深い溝ができたりします。これにより、システムに余分な摩擦が加わり、ステッパーが失速することさえあります。この場合は、テンションを下げてみてください。

エクストルーダーのスプリングテンションを変更すると、送り速度がわずかに変わる可能性があることに注意してください。張力を調整した後、プリンターの押し出し量が不足または過剰になっていないことを確認し、それに応じてソフトウェアで調整します。

デュアルギアエクストルーダーでは、この設定はより寛容です。なぜなら、張力はギアがかみ合うのに十分なだけでなければならないからです。メーカーがテンショナーに関する推奨事項を持っているかどうかを確認し、それに従ってください。デュアルギアエクストルーダーでは、タイトエンドよりもルーズエンドの方が張力が大きくなります。

ドライブギアに詰まった汚れたエクストルーダーギアまたは破片

押出機のギアは時間の経過とともに汚れ、特に歯の細かいギアでは駆動効率が低下する可能性があります。アイドラーホイールまたはドリブンギアのスプリングテンションが悪いと、このプロセスが加速する可能性がありますが、常に調整する必要があるとは限りません。ドライブギアの周りと歯の内側にフィラメントからのほこりや破片が蓄積していないかどうかを確認します。

押出機のギアをクリーニングするには:

圧縮空気を使う
小さなブラシで試してみてください。
ギアが完全に固着している場合は、エクストルーダーを分解し、ギアを取り出して徹底的にブラッシングします。

内部に何かを貼り付けたり、可動部品をいじったりする前に、プリンターが動作していないことを確認してください。スチールワイヤーの剛毛はギアによっては粗すぎる場合があります。真鍮またはナイロンブラシを使用することをお勧めします。通常、ドライブギアは小さなアレン止めネジを緩めることで解放できます。ギアを元に戻すときは、車軸にフラットがないかどうかを確認してください。ある場合は、止めネジを締めます。

エクストルーダーがプリンターの速度についていけない

3D プリンティングコミュニティはマシンの高速化を継続的に推し進めており、メーカーはそれに対応するためにアップグレードや新しいプリンターの開発を続けています。機械の一部をアップグレードすると、他の部分にボトルネックが生じる可能性があり、通常は古い世代の押出機が原因です。より速く印刷する場合、機械は X、Y、Z 軸をより速く動かす必要があるだけでなく、押出機はより多くのプラスチックをノズルから押し出すことができなければなりません。これは、厚いレイヤーを印刷する場合にも当てはまります。

印刷温度を上げることは、印刷速度が常に高い場合はうまく機能する簡単な修正方法かもしれませんが、一部の部分でプリンターの速度が低下する細かいディテールを持つモデルでは、さらに問題が発生する可能性があります。温度が高すぎてプリンターの速度が低下すると、プラスチックが溶けすぎて印刷品質が低下します。極端な状況では、プラスチックが焦げてノズルを詰まらせる可能性があります.

より良い解決策は、より優れた押出機または高流量ノズルを入手することです。他に何も変更せずに押出機の能力を高めることができる CHT 高流量ノズルなど、いくつかの非常に優れたドロップイン代替品があります。

より大きな直径のノズルで印刷すると、力は減少しますが、押出速度は増加します。この場合、モーターが追いつかないためにステップを飛ばしたり、失速したりすることがわかります。これを修正するには、エクストルーダーを交換するか、印刷速度を下げる必要があります。

速度を 25 mm/s などの低い設定に下げ、毎回 5 または 10 mm/s ずつ上げて、問題が発生しない最高速度を得ることができます。

エクストルーダーモータードライバーの電流が不適切に調整されています

通常、エクストルーダーモーターはステッパーであり、DC モーターとは異なり、2 つ以上のリードがあり、回転するためにスイッチング電流が必要です。スイッチングを担当する電子部品は、ステッパードライバーと呼ばれます。古いマシンで最も一般的なものは Pololu と呼ばれ、Allegro 4988 チップに基づいていました。これらのチップやその他の古いチップは、ポテンショメータを使用して、モーターコイルを流れるピーク電流を調整します。

電流が低すぎると、モーターは機械が適切に動作するのに十分なトルクを提供しません。電流の設定が高すぎると、モーターが非常に熱くなり、寿命が大幅に短くなったり、焼損したりする可能性があります。この電流を調整するには、少なくとも電子機器と正しいツールに関するある程度の知識が必要です.

Vref (基準電圧) はメーカーごとに異なる可能性があるため、Vref (基準電圧) を正しく設定する方法については、製造元のドキュメントを確認してください。

機械の電子機器をいじることはお勧めしません。この問題は DIY ではない機械では一般的ではなく、機械に永久的な損傷を与える危険性があるためです。

電子機器にアクセスするには、メインキャビネットにアクセスする必要があります。メインキャビネットには電源電圧がかかっている可能性があります。自分が何をしているのか、またそれに伴うリスクを理解していない限り、キャビネットを開けないでください。

コネクターの緩みやワイヤーの破損も、ステッパーのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。問題を引き起こしている可能性のある緩んだワイヤーや接続がないか確認してください。

結論

エクストルーダーの問題は非常に一般的ですが、問題を順番にチェックするリストに目を通すと、問題を見つけて解決できる可能性が高くなります.次の順序でアプローチすることをお勧めします:

もつれたフィラメント。簡単に見つけて解決できます。
PTFE チューブの不具合
スプールホルダーが摩擦を起こしすぎています。
ノズルがプリントベッドに近すぎます。
押出温度が低すぎます。
ノズルの詰まり
フィラメントスプリングの張力が高すぎる、または緩すぎる
エクストルーダーのギアが汚れている。
エクストルーダーが印刷速度についていけない
エクストルーダーモータードライバーのキャリブレーションが不適切です。