3Dプリントの強度と時間を最適化するインフィルの考え方
3Dプリンターを動かし始めてから、マルチカラー設定の面倒さやフィラメントの湿気管理など、数え上げればキリがないほど悩ましいことに直面してきました。中でも最近、フォロワーの方からよく聞かれるのが「インフィルって結局どれくらいに設定すればいいの？」という質問です。
正直なところ、僕も最初の頃は「なんとなく強そうだから」という理由でインフィル率を40%や50%に設定して、何時間も待たされる無駄なプリントを繰り返していました。でも、インフィル率を極端に上げても、強度が劇的に変わらないケースが多いと気づいてからは、設定の考え方をガラリと変えています。
強度が必要な場所とそうでない場所の切り分け
構造解析のプロではないので、あくまで経験則ですが、インフィルは「15%」を基準に上下させるのが最もバランスが良いと感じています。
例えば、ただのディスプレイ用の置物であれば、5%から10%の「ジャイロイド」パターンで十分です。逆に、ネジ止めをするパーツや、日常的に負荷がかかるフックを作る場合は、25%から30%に上げます。それ以上上げることは、実はあまりありません。
理由は単純で、強度はインフィル率よりも「壁の厚み（ウォール数）」を増やす方が効果的だからです。壁を3層から5層に変えるだけで、インフィルを上げるよりも遙かにガッチリとした造形物になります。
パターンの選び方にも法則がある
インフィルパターンも無数にありますが、僕が常用しているのは「ジャイロイド」一択です。
理由は、あらゆる方向からの力に対して均等に強度が出るからです。以前、格子状のグリッドパターンを使って大きなパーツを出力した際、特定の方向からの力に弱く、あっさり割れてしまった経験があります。それ以来、検証の手間を省くためにも、迷ったらジャイロイドを選ぶようにしています。
一つ注意点があるとすれば、インフィル率を上げすぎた時の「フィラメントの消費量とノズルの詰まり」です。インフィルが密になりすぎると、ヘッドが内部を移動する際にフィラメントを引っ張りすぎて、時々「カリカリ」と異音が鳴ることがあります。これは押出負荷が高まっているサインなので、その時は慌てずインフィル率を下げるか、プリント速度を少し落とす判断をします。
失敗から学んだ設定のさじ加減
以前、カメラの三脚パーツを自作した際、強度を信じてインフィルを80%に設定しました。結果は散々で、出力に15時間もかかった挙げ句、冷却不足でインフィル同士の定着が甘くなり、結局強度が不十分という最悪の結末でした。
それ以来、強度が不安な場合は「インフィルを増やす」のではなく、「外壁のレイヤーを厚くする」か「積層方向を変えてプリントする」というアプローチを優先しています。3Dプリンターの特性上、積層方向（Z軸）に対する力にはどうしても弱いため、パーツの向きを変えるだけで解決することも多いのです。
結局のところ、インフィル率は「時間・素材・強度」の妥協点を見つける作業です。最初は15%・ジャイロイド・壁3層から始めて、自分の出力環境における「これなら安心」という基準を見つけてみてください。
