3Dプリンターの反り対策 — 定着不良と切り分けてから直す

3Dプリンターの反りに当たると、角が浮き、途中で剥がれます。対策を検索すると10個ほど並び、上から順に試すことになる。

その前にやることがあります。反りと定着不良は別の失敗で、対策も違います。先に切り分ければ、試す数が半分以下になります。

見分け方は単純です。最初から付かないのが定着不良、付いていたのに浮くのが反りです。

この記事について — 本稿は熱収縮と応力の原理から書いた解説です。この記事は実機での検証を伴いません。個別製品の比較テストは行っていないため、「この製品が一番良い」とは書きません。図解は自作です。

まず切り分ける — 反りか、定着不良か

症状から逆算します。

定着不良は「付ける力が足りない」問題、反りは「剥がす力が強すぎる」問題です。前者は清掃と調整で直り、後者は温度環境と形状で減らします。

定着不良のほうは、次の順で当たれば大半が片づきます。

1. ベッドを拭く — イソプロピルアルコールか無水エタノールで油脂と指紋を落とす。ここだけで直ることがあります
2. Zオフセットを0.05mm刻みで下げる — 1層目の線がわずかにつぶれ、隣の線と軽く重なる状態が目安
3. ベッド温度を5℃上げる — 冬場は推奨値では足りないことがあります

ここから先は、反りの話です。

反りが起きる仕組み

樹脂は冷えると縮みます。ただし、縮み方に順番があるのが問題です。

Nature3D によれば、樹脂の収縮には熱膨張によるものと、液体から固体への状態変化によるものの2つがあります。影響が大きいのは状態変化のほうです（出典、2026-08-07確認）。

FDMでは、下の層が先に冷えて固まります。上の層はこれから縮む。縮もうとする力と押さえる力が、上下にずれた位置にかかるわけです。

ずれた位置にかかる力は、回そうとする力になる。てこと同じです。Nature3D はこれを曲げモーメントとして説明し、同じ力でも部品が長いほどモーメントは大きくなると述べています。

だから角から浮きます。角は端であり、端はモーメントが最大になる場所だからです。

収縮率を実寸に直す

「収縮する」と言われてもピンときません。数字を長さに直すと見えてきます。

一般に、PLAの収縮率は約0.3〜0.5%、ABSは約0.7〜1.1%といわれています。

200mmのABS部品は、縮もうとする量が2mm近くあります。これがベッドに貼り付いたまま起きるので、行き場のない力が角に集まります。

この表から分かることが2つあります。

• 長い部品ほど不利。同じ素材でも、長さが倍になれば縮む量も倍です
• ABSはPLAの2倍以上不利。ABSでエンクロージャが要ると言われるのは、この差によります

裏を返せば、PLAで小さい部品なら、そもそも反り対策はほとんど要りません。対策の必要度は素材と寸法で決まります。

対策の順序

効く順に並べます。上から試してください。

1. 形状を変える（最も効いて、費用ゼロ）

モーメントは長さに比例します。つまり形を変えるのが一番効きます。

• 分割する — 200mmの部品を100mm×2にすれば、縮む量もモーメントも半分になります
• 角を丸める — 直角の角は応力が集中します。R（フィレット）を付けるだけで浮きにくくなります
• 接地面の大きい面を下にする — 貼り付く面積が増えれば、剥がす力に対抗できます
• 底面のリブや薄い張り出しを避ける — 細い部分は先に剥がれ、そこから伝播します

設定をいじる前に形を疑ってください。 上位の対策記事は設定から始まることが多いのですが、順序が逆だと思います。

2. 温度環境を整える

反りの原因は温度の勾配です。勾配を減らすのが本筋になります。

• ヒートベッドの温度を上げる — PLAで60℃前後、ABSで100℃前後。下の層が固まりきらなければ縮みも遅れます
• エンクロージャで囲う — 庫内温度が上がり、冷却勾配そのものが小さくなります。ABS・ASAでは実質必須です
• 風を避ける — 窓・ドア・エアコンの近くに置かない。局所的に冷えると、そこだけ強く縮みます
• 部品冷却ファンを弱める — 特に最初の数層。オーバーハングの品質とのトレードオフになります

3. 定着を強くする（対症療法）

剥がす力を減らせないなら、付ける力を増やします。

• ブリム — 部品の周囲に数mmの縁を付ける。角の浮きを押さえるのに効きます
• ラフト — 部品全体の下に土台を敷く。効果は大きいが材料と時間を食います
• PEIシート — 定着力が高く、冷えると自然に外れます
• スティックのり・ヘアスプレー — 安価で効きますが、清掃が要ります

これらは原因を消していません。剥がす力はそのままで、押さえつけているだけです。1と2を試したうえで足りない分に使ってください。

4. 設定を詰める

• 1層目のライン幅とフローを上げる（接地面積が増えます）
• 1層目の速度を下げる
• 1層目だけベッド温度を上げる

なお、フィラメントが吸湿していると押し出しが乱れ、1層目の定着そのものが不安定になります。プチプチと音がする、糸を引くといった症状があるなら、先にフィラメントの乾燥を確認してください。

素材別の難易度

素材を上げると装置側の要求も上がります。この構図は積層方向の強度と同じ。高性能な素材ほど、環境を整えないと本来の性能が出ません。

よくある質問

ブリムとラフト、どちらを使うべきですか

まずブリムです。材料と時間の消費が少なく、角の浮きに直接効きます。ブリムで足りない場合や、ベッドの平面が出ていない場合にラフトを検討してください。

ヒートベッドの温度は高いほどよいですか

上げすぎると1層目が潰れ、「象の足」と呼ばれる裾広がりになります。素材の推奨値から5℃刻みで上げ、定着する最低の温度を探すのが確実です。

エンクロージャは自作できますか

できます。棚に透明のカバーをかける程度でも、風を遮る効果があります。ただしPLAは庫内温度が上がりすぎるとノズル手前で軟化し、詰まることがある。PLAでは囲わないか、換気できる構造にしてください。

反った部品は直せますか

形状としては戻りません。薄い部品なら加熱して矯正できることもありますが、内部応力は残ります。寸法精度が要る部品は作り直したほうが速いというのが実務的な判断になります。

大きい部品はどうしても反ります

分割して接着する方法が現実的です。ダボや接合面を設計に入れておけば、精度も出せます。長さを半分にすれば、縮む量も曲げモーメントも半分になります。