エクストルーダーキャリブレーション完全マスター：安定した3Dプリント品質のための7つのエキスパートステップ

キャリブレーションとは、システムを仕様内で動作させるために調整するプロセスです。

これは精度と再現性を保証するだけでなく、システムの微調整も可能にします。また、アンダーエクストルージョンとオーバーエクストルージョンの両方を回避するのに役立ち、プリント品質を向上させます。

エクストルーダーキャリブレーションプロセス全体とは、テスト機器や国家標準にトレーサブルな標準との比較を使用して、すべての測定または制御デバイスが適切に機能していることを検証することを指します。

完全にキャリブレーションされたエクストルーダーを頻繁に持つことは、温度変化が時間の経過とともに一貫性に影響を与えるため、最初から最後まで一貫したプリントを得るのに役立ちます。

成功するキャリブレーションには3つのものが必要です：

• アクセス可能なサーミスタを備えたホットエンド
• プリント面（ベッド）での温度測定方法 - 赤外線温度計（Amazonでチェック）など
• 温度リファレンス

3Dプリンターでは、エクストルーダーとホットエンドがベンチマークと比較テストすることで、フィラメントを押し出すための適切な力を生成していることを確認するためにこのプロセスが必要です。

エクストルーダーキャリブレーションは、正しい量のプラスチックを溶かすためにどれだけの熱を生成する必要があるかについて明確なガイドラインを提供します。

サーミスタ（Amazonでチェック）を適切に取り付けて配置済みと仮定して、従うべき正しい手順は以下の通りです。

ステップ1：ワークステーションの準備

すべての準備ができていることを確認してください。プリンターからエクストルーダーを外し、すべてのボビンホルダーを取り外し、古いプラスチックをすべて拭き取ります。

モデルによっては適切にキャリブレーションされたエクストルーダーを得るのにかなり時間がかかる場合があるため、良い音楽を聴くなどして快適に過ごしてください。

– 3Dプリンター

– スライサーソフトウェアがインストールされたコンピューター

– 非柔軟性フィラメント

– 非柔軟性フィラメント用キャリパー（Amazonでチェック）（オプション）

ステップ2：フィラメントをロードする

使用するフィラメントタイプに適した温度で3Dプリンターノズルを予熱する必要があります。プリロードされた非柔軟性フィラメントがある場合、そのままインストール済みフィラメントの温度で予熱してください。

そうでない場合、プリンターを予熱する際に通常通りフィラメントをロードし、以前に使用した材料をすべて取り除いていることを確認してください。

ヒートベッドを得るには、フィラメントフィーダーチューブを固定しているリングと、そこに入るドライバーや他の何かを取り外し、フィラメントを押し出します。ヒーティングブロックにほぼ触れるまで押し下げます。

使用するプラスチックの種類によっては、最初のランで強く押しすぎると裂ける可能性があるため、数回タップする必要があるかもしれません！キャリブレーションキャリパーがある場合、フィラメント直径を測定してください。

mm値は2〜4程度であるべきです。キャリブレーションプレートがあればキャリブレーションキャリパーは不要です。

ステップ3：コンピューターを接続する

USBケーブルまたはWi-Fi接続（両マシンが対応している場合）で3Dプリンターをコンピューターに接続します。

その後、コンピューターからプリンターに単一行のGコードコマンドを転送できるスライサーソフトウェアを開いてインストールします。エクストルーダーキャリブレーション目的の良い例はSimplify3Dです。

スライサーのテザードプリント専用セクションを見つけます。Simplify3Dを使用する場合、マシンコントロールパネルウィンドウで見つかります。RAMPSまたはAtmegaベースのプリンターでは、Arduino IDEのシリアルモニターを使用できます。

これが見つかったら、コマンドM83をプリンターに送信してエクストルーダーの相対モードを有効にできるはずです。

ステップ4：フィラメントにマークし、押し出しを開始する

エクストルーダーキャリブレーション時にホットエンドを通じて約100mmのフィラメントを送ります。

まず、キャリパーとマーカーを使用してエクストルーダー入口から120mmを測定しマークします。この測定値がキャリブレーションプロセス中の基準点になります。

次に、G1 E100 F100をプリンターに送信します。マシンが100mm押し出しフィラメントと解釈するものをゆっくり実行します。プロセスは約1分かかります。

短い所要時間はフィラメントテンションやホットエンド内の圧力を排除し、最終的に混乱を避けるのに役立ちます。

ステップ5：測定を繰り返す

この段階で、3Dプリンターによって実際に押し出されたフィラメントの長さは正確に100mmであるべきです。

上記のステップで作ったマークからエクストルーダーまでを測定してこれを確認します。この測定値が20mmを超える場合、プリンターはアンダーエクストルージョンしている可能性が高いです。ステップ/mm設定を増やす必要があります。

測定値が20mm未満の場合、プリンターはオーバーエクストルージョンしており、ステップ/mm設定を下げる必要があります。

オーバーエクストルージョンとアンダーエクストルージョンの両方がプリンターにとって悪いです。できるだけ早く修正してください。フィラメント直径を調整するか、押出倍率値を調整することで、オーバーエクストルージョンとアンダーエクストルージョンのインスタンスを修正することもできます。

mm値は1.75未満である可能性が高いです。その後、スライサーで設定された押出幅を入力します。

ステップ6：正しいステップ/mm値を計算する

エクストルーダーを正確に調整するには、プリンターの現在の、正しい、間違ったステップ/mm値を決定する必要があります。

プリンターにM503を送信して、値の文字列をモニターに表示させることから始めます。これを行うと、echo: M92を探し、次にe値（この行の末尾にあることが多い）を決定します。ここの結果が現在のステップ/mm値です。

現在のステップ/mmを取得したら、物理的なステップ/mm値を決定します。これを行うには、まず先ほどどれだけのフィラメントを押し出したかを決定する必要があります。

フィラメントのマークからエクストルーダーまでの距離を取得し、その結果の値を120から引くことでできます。

次に、エクストルーダーがフィラメントを押し出すために行ったステップ数を決定します。現在のステップ/mm値に押し出すべき長さ（この場合100mm）を掛けることでできます。

これらの値を使用して物理的および現在のステップ/mmを取得します。押し出された長さで値を割るだけです。

これを行ったら、これをプリンターのステップ/mm値として設定するだけで完了です。

ステップ7：新しいステップミリメートル値を設定する

コマンドM92 E###.#を送信してプロセスを開始します（###.#を上記のステップで得たステップ/mm値で置き換え）。次に、コマンドM500を送信してデータをプリンターのメモリに保存します。

プリンターを同時にオン/オフしてコマンド503を送信し、e値が新しいステップ/mm値と一致するか確認できます。一致しない場合はこのステップの最初の部分を繰り返します。

ステップ1〜4を繰り返して、エクストルーダーが適切にキャリブレーションされているか確認することもできます。

エクストルーダーキャリブレーションのヒント

上記の物理的ステップで完全にキャリブレーションされたエクストルーダーが得られます。しかし、より簡単かつ適切にキャリブレーションされたエクストルーダーにするためのいくつかのヒントがあります。以下を参照してください：

1. 定期的にキャリブレーションする

エクストルーダーキャリブレーションは主に、プリント時にホットエンドを通じて正確な量のフィラメントを押し出していることを保証することを目的としています。そのため、定期的なエクストルーダーキャリブレーションでこれが起こることを確保する必要があります。

フィラメントが多すぎるとオーバーエクストルージョンになり、ストリンギング、バルブ、垂れたディテールを引き起こす可能性があります。極端なオーバーエクストルージョンは詰まりやフィラメントジャムにもつながります。

一方で、フィラメントが少なすぎると層間に隙間が生じます。ボトム層とトップ層の間の隙幅が欠落層により広がる可能性があります。接着もプリントを層剥離と反りのリスクにさらします。

2. 異なる温度でエクストルーダーキャリブレーションを確認する

物は熱くなると膨張します。特定の温度に基づいてエクストルーダーをキャリブレーションすると、温度が変化するにつれてエクストルーダーキャリブレーションも変化します。

例えば、5度の温度低下で20℃/70°Fの天候でエクストルーダーをキャリブレーションした場合、それでも0.2mmでキャリブレーションされます。

しかし、温度が7〜8度変化すると、そのキャリブレーションは大幅に変わる可能性があります。プロセスをやり直す必要があり、特定サイズのオブジェクトのエクストルーダーキャリブレーションが極端に薄すぎたり厚すぎたりする可能性があります。

3. キャリブレーション時に少なくとも4つ（できれば5つ）の異なる角度を使用する

25ステップ/mm値で行うのが良い習慣です。0.2ステップ/mm値が欲しいなら、2.5〜2.7ステップ/mmなどとします（0.1mm刻みで回るのは変化が小さすぎるため推奨しません）。

ステップ/mmの例：2.5、2.6、2.7、2.8、3.0、3.1

エクストルーダーキャリブレーションポイントは7つあるため、5つのエクストルーダーキャリブレーションを行えば35のキャリブレーションポイントが得られ、キャリブレーションされたエクストルーダーがすべてのキャリブレーション高さと角度で同じ量のフィラメントを出力することを保証します（毎回）。

1mmステップでキャリブレーションすることもできます。しかし、1mmはかなり小さく、0.1mmの変化のような顕著な違いに気づくのが非常に難しいため推奨しません。

最もプリントする可能性が高い高さでキャリブレーションポイントを取るべきです（例：ポイント1〜4をレイヤー高さ0mm、5〜7を10mmで）。

可能であれば、いくつかの小さなプリントを集めてください。それでも10分以上かかります。このように、エクストルーダーをキャリブレーションすると、長時間プリント向けにキャリブレーションされます。

この期間中、エクストルーダーは温度や湿度の変化の影響を受ける可能性があり、これがエクストルーダーキャリブレーションに影響を与えることがあります。

結論

エクストルーダーキャリブレーションは3Dプリンターにとって不可欠なプロセスです。 プリンターが正確な量のフィラメントを押し出せるようになり、より正確な寸法とプリンターパーツのより良い仕上がりにつながります。

初心者で上記のプロセスが少し難しく感じる場合、インターネットでeキャリブレーションステップや異なる材料をチェックできます。エクストルーダー計算機のようなよりシンプルなツールを提供するものもあります。ただ、自分が何をしているかを理解していることを確認してください。