3Dプリンターフロー完全マスター：定義、重要性、キャリブレーション手法

本記事では、フロー（流量）とは何か、3Dプリントにおけるその重要性、そしてこのパラメータをキャリブレーションして3Dプリンターから最高の結果を得る方法を解説します。

3Dプリンターのフロー

フローとは、選択したプリントパラメータに基づいてモデルを作るためにエクストルーダーを通過するフィラメントの量（より正確には体積）です。フローの計算は、エクストルーダーモーターのSteps/mm（メーカー設定値）、フィラメント径、ノズル出口径に基づき、3Dプリンターが自動的に行います。

エクストルーダー交換前の3Dプリンターキャリブレーション方法

エクストルーダーを交換・変更した場合（例：E3D Titan Aeroへの換装）、エクストルーダーモーターのSteps/mmを調整する必要があります。

まず、3Dプリンターが使用しているSteps/mm値を確認します。「制御＞移動＞エクストルーダー」に反映されています。この場合の値は104.5 Steps/mmです。

フィラメントに2ヶ所マークを付け、エクストルーダー入口から20mmと25mmの位置に印をつけます。

制御画面の移動セクションからフィラメントを20mm送ります。

次に、エクストルーダーモーターが正しく変位させたか確認します。ノギスで誤差を測定し修正します。以上のデータと以下の式を用いて、エクストルーダーモーターの正しいSteps/mmを算出します。

計算完了後、制御画面でSteps/mmを修正し、新データを保存するだけです。

一方、すべての3Dスライサーソフトにはフロー量（フローレート）変更セクションがあり、FDM/FFF 3Dプリントで存在する多様な材料の密度差に対応できます。このレートは、目的の表面仕上げとCAD設計の実寸法達成の両面で極めて重要です。合わなければ、互いに嵌合・接続するパーツ製造が非常に困難になります。

フロー調整前の正しい3Dプリント準備

フローレートパラメータ調整の説明前に、3Dプリント前に常に心がけるべきポイントをおさらいします。ノズル状態を常に確認し、チップの過度な摩耗や内外部の汚れがないかチェック。フィラメントメーカー推奨の押出温度を守ること（守られないとフローキャリブレーションが無効になり良い結果は得られない）。最後に、おそらく最も重要ですが、ベースが適切にレベリング・キャリブレーションされており、プリントモデルにプリントベースと平行な軸（Z軸）で寸法偏差がないこと。

フローレート調整用キューブテスト

フローレートパラメータ調整には、キューブテストを実施します。上面のない中空キューブをプリントし、側面の厚さが設計値と一致するか検証します。

今回は、側面厚0.80mmで設計されたキューブ（Thingiverseで3D_MaxMaker氏設計）を使用。プリントパラメータ：ノズル0.40mm、層幅0.80mm（外周2層で測定精度向上）、フローレート100%。

PLAでフローレート100%（推奨90%）でプリントしたところ、実測0.88mmで明確にオーバーサイズでした。この偏差を修正するため、以下の式を適用します：

新フローレート（90%）を算出したら、使用スライサーソフト（ここではCura 3D）のパラメータを修正します。

再度キューブをプリントし、新フローレートで得られた測定値が正しいか検証します。

前述の通り、3Dプリントで使用される材料の密度は異なるため、材料とメーカーごとにこの調整を行うことを推奨します。

このシンプルな補正プロセスを実行することで、すべての3Dプリントが表面品質と寸法比例性の両面で向上します。

まとめると、フローはFDM 3Dプリントで最も見落とされがちなパラメータの一つですが、成功するパーツを得るために最も重要なパラメータの一つでもあります。