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3Dプリンター - 2016年5月の記事 prev >
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3Dプリンター 作業経過11 (ヘッドマウント)

ヘッドヒーターを「E3D v6」を購入した事によって、専用のマウント部分を製作しなければならくなり、ネットで検索したが、何処にも見つけられず、諦めて自作する事に。
強く締める事を考慮し、このパーツもインフィル100%でプリント。

【設計とモデリング】


【プリントしたモデルにヘッドを取り付け(横)】


【プリントしたモデルにヘッドを取り付け(上)】


【【プリントしたモデルにヘッドを取り付け(後ろ)】


【プリンターに取り付。想像以上にガッチリ締まった。】


【クローズアップ】


※ 添付した図面の使用については自己責任で。
添付ファイル 添付ファイル


3Dプリンター Y軸・アイドラー参考図

実際に作成したY軸用のモーターマウンターとアイドラー(2020系のアルミフレーム用に設計)
アイドラーに、テンション調整機能を付けた方が作業しやすい結果となった。(ベルト張りで思いの外手こずる)
今回は先を急いで調整無しの機構。

【SketchUp図面】


※作成した図面をそのままプリント(強度を重視してインフィル100%)して利用したが、ここに添付した図面についての保証は一切無し。
添付ファイル 添付ファイル


3Dプリンター 作業経過9 (テーブル)

いよいよ完成に向けての最後のパーツが届いた。
!?・・・。

配達完了のメッセージがあるも、まさかの欠品。
この間は破損品が到着したが、どうもお隣との関係がしっくりこない。
どうやら入れ忘れたらしいが、破損や無事に送られて来ない事も織り込み済みなので、近いうちに違う店で再購入をしなければならない。
(複数のパーツを同時注文する際、注意が必要な事も分かった。)

と、言う事で、今回の作業はテーブルの作成。
前に設計したアルミLアングルを使った案はあっさり”ボツ!”。
アクリルはこれまで何回もカットした経験があるが、正確に綺麗に切るのが至難の業であることは分かっている。

とりあえず、サイズは友人のidboxと合わせる事にした。(138x190)
(プリント出来るようになったら、ビルドタックを使わせてもらおうと言う、せこい魂胆。それほど造形物の貼り付きが良い。)

自作の良いところは、好きにサイズを設定出来る上、いつでも拡張や変更が可能なところである。(次に作るときはレーザー加工機を意識して、少し大き目を作りたい。)

【パーツ到着!。 喜んだのもつかの間。】


【先に本体に取り付けて滑りを確認したスライド部分】


【カットするのは「アクリル」と、15x15のアルミチャンネル】


【ベアリングに被せるアルミのカット。手切りだが、まだまだ体は軽い!】


【ビルドタックに合わせて切った2枚のアクリル。(およそ 138x190)
間にキャリブレーション調整用のスプリングを入れて完成】


次につづく・・。


3Dプリンター 作業経過10 (テーブル2)

前回のテーブル作成からの続き。

【横から見たテーブル】


【Yベルト・モーター側】


【Yベルト・アイドラー側】


【テーブルを本体に取り付けた様子】



3Dプリンター Y軸・ドライ運転テスト

ヘッドは取り付けて無いが、一足先にリミッター、テーブルの動きを確認するためドライ運転を決行。

カメラでの動作音が拾い難く、周囲の騒音だけが大きくなるため、音の録音は無し。(前回の動画は音を4倍に増幅して記録した)



動きも音も滑らかなので、ギヤを再購入し、エクストルーダーが完成したら実際にプリントして確かめてみたい。



3Dプリンター Z軸の調整

Z軸の昇降値がなかなか合わない理由が判明した。
スライド棒の直径と同じ、6ミリの寸切ボルトと勘違いして計算していたためだった

実際に使用した寸切ボルトは5ミリのもので、ファームウェア「Merlin」の「Configuration.h」の "default settings" を以下に変更することで無事に解決した。

// default settings

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {80,80,3200/0.8,146}
#define DEFAULT_MAX_FEEDRATE {200, 200, 2, 90/40}
#define DEFAULT_MAX_ACCELERATION {9000/3,9000/3,100,10000/2}

#define DEFAULT_ACCELERATION 500
#define DEFAULT_RETRACT_ACCELERATION 1000



3Dプリンター 作業経過8 動く事の証明

これまでの製作で「プリンター」が動くことを検証。
ダミーのプーリーを取り付けたまま、X軸を1ミリステップで動かして計測。
今のところ正確に滑らかに動いている。(スケールで参照)
Y軸はまだ現在も構造を検討中。
Z軸は昇降値が約1/2になっているため、「プログラム」か「RAMPS 1.4」のジャンパーピンの配置設定を変更する必要がある。




3Dプリンター 作業経過7 (リミッター)

リミッターを光学式にするか、メカニカルなマイクロスイッチにするか悩んだ結果、ふと40年も前にキーボードを製作する目的で購入した「OMRON」のマイクロスイッチがある事を思い出した。
ATOMオリジナルのリミッター取り付け構造では、先にスライド用の棒に通して使用するため、後々の加工や変更がし難しく、両側から挟んでネジで止める"分離式"に変更してプリント。

リミッターを取り付けるついでに、先日届いた"タイミングベルト"を、"ボツ"にした20歯プーリーをテンション用ダミーとして、モーターにセット。・・これがギヤの歯に隙間なくピッタリとフィット。
・・もしかして行けるかも知れない期待感が一気に高まり、プーリー補助候補に昇格。
金属製のプーリーが届くまでこのまま利用する事にした。

【40年近く前、実家のある小倉駅近くにあった無線パーツを取り扱う店で購入したSW。
外観が、時代を感じさせるほど褪色している】


【リミッター取り付け構造の変更過程】


【少しキツ目の設定にしたため、特別な止めネジは不要】


【プリンター本体に取り付けた様子】


【部分拡大(削りカスに、バリ残り!・・荒丸出し。)】


リミッターの接続はX,Y,Zとも、「Min」側。

【修理を終え、ゴミ箱から復活したLCDコントローラと、
2560基板へのリミッター端子の取り付け位置(光学式では無いので、基板端子の+側は使わない)】


【予想に反してベルトとの相性が良かった”ボツ・プーリー”
回転もズレが無く滑らかなので、精度させ確保できればこのまま採用も?】


【今日現在までの全体像。
誤色・・いや、五色のカラーが入り交じるとパンクかロックか国旗か・・】



3Dプリンター 作業経過6 (エンドキャップ)

毎日少しずつパーツを製作。

本日はフレームの外観を左右するエンドキャップの作成。
「2020」のアルミフレームは数種類のタイプがあり、断面形状の似ているモデルをネット上からダウンロードしてプリントするも、まったく合わずにアウト!

アルミフレームは「モノタロウ」で購入したものだが、断面形状を直接ノギスで計測して図面化し、差し込み代のギャップを調整。

少しキツ目の設計だが、噛み付きが良くなかなかの出来栄えだと自画自賛。

【実測値に基いて差し込み代を設計】


【プリント直後。貼り付いて取れないので、直接フレームを差し込んで取り外した。】


【エンド拡大。色々なカラーで作成すると雰囲気を変えられて良いかも】

添付ファイル 添付ファイル


3Dプリンター 作業経過5 (テーブルベース)

テーブルのベースを以下のような構造とデザインで設計。
「PLA」でプリントするも全体が大きく反って失敗。
思ったより重量があり、天板となるアクリルと重ねるとモーターにかなりの負担がかかる事も予想される。



そんなテーブルベースはあっさり捨て去り、近くホームセンターでアルミLアングルを購入して、次は下の設計にそって再製作する予定。


添付ファイル 添付ファイル


3Dプリンター 作業経過4 (Z軸の製作)

近くのホームセンターで、285ミリにカットしてあるステンレスの寸切ボルト(5ミリ)を見つけたので、購入してZ軸の加工をする事に。
定寸のままだと長過ぎるため、ここでも必要な長さに"金ノコ"でカット。

【Y軸受け(黒いT型のパーツ)と、カットしたZ軸の寸切ボルト】




フレーム(本体)の底に取り付けるゴム脚は、ネジの長さが合わないため、圧着機のボルトカッター部で切って使用。

【4ミリのネジをカットするには多少の力が必要】



【Z軸とモーターのシャフトに"カップリング"を取り付け、次のパーツ待ち】


※X軸のモーター軸に取り付けてあるプーリーは、回転を見るためだけのダミー。(実際は、既製品のプーリーをベルトフォルダーの中に取り付ける)

【上から】



Y軸は、漠然とした案に基づき、スライド棒の軸受けをプリントしただけで、実際の機構については未定。
作業が進むにつれて、動くかさえ未定。


3Dプリンター 作業経過3 (20歯プーリー設計)

パーツ不足に陥り、作業が停滞気味。
タイミングベルトを駆動するプーリーのモデルが見つからず、「SketchUp」で自作する事に。

2ミリピッチ、幅6ミリ、20歯、穴経5ミリの標準的なプーリーをプリント。
結果は惨敗。
モデルが見当たらない理由が分かった。

【20歯のプーリー。サポートの関係で、フランジと分離させて設計】


【プリント結果(積層ピッチ0.2ミリ】
この程度の経験では素直に既製品を勝った方が良さそうだ。



3Dプリンター 作業経過2 (フレームと補強材)

【これまでのまとめ】
フレームを組み立てるためのパーツをたったの一種類に絞った。
自作のコーナージョイント(寸法がミソ)と、骨格にするのはアルミだけ。

【苦労してカットした2020系アルミフレーム(長い方は、30センチの定寸品)】
次回からはカットしたものを発注する予定。(まだ一作目が完成してないのだが!)


【自作のコーナージョイント(寸法がミソになる: ネジは、M5x15を使用】


フレームを仮止めし、主要なパーツを配置すると・・・何となく次の設計のヒントが見えてくる。


固かったホットエンド部分も僅かな傾斜をつけるだけでスライダーが"ツルツル"に滑るようになった。
0.1ミリの歪でもスライダーの動きが固くなるため、下のベアリングを固定し、上段のベアリングを縦方向のみ、歪を吸収する構造に変更。

まだまだ先は長い。


3Dプリンター トライ・アンド・エラー、継続中

試行錯誤継続中。
特に意味は無いので、設計中の途中経過の写真だけ。(ボツの可能性大!)

やって見なけりゃ分からない!
【2020アルミフレームと、NEMA17に合わせた設計変更】



3Dプリンター、途中経過(無駄パーツ群)

本来、計画的に進めなければならない作業だが、そこは個人の気楽さ。
次々と変更しても、パーツが集まると少しづつ見えてくるものがある。
何となくそれっぽく見えるが、次は精度の問題と格闘中。

【集まったパーツ群】


コーナーのサポートをインフィル100%で作成。
思いの外”ガッチリ”と留まってくれた。



【○印の中にベアリングが入っているが、ステンレスバーの中間で歪んでいるのか、少し動きが硬い】



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