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デルタ式3Dプリンタ(Kossel Reprap)の購入(その2) [3D_printer]

 ebayから購入した3DプリンタでABSフィラメントを使おうと思い、フィラメントの設定温度とともにヒートベッドの温度を上げてみたところ、90℃ に達するまでにかなり時間がかかります。
 妥協して 80℃ に変更しましたが、それでも時間が掛かりもっとパワーのあるヒートベッドに変えようかとも思いましたが まあ冬だし(プリンタは暖房の効いていない所で動かしている)、まずは空気への熱拡散を抑えるためにヒートベッドの下にコルクを付けることにしました。制御基板の熱対策としての効果も期待できます。

 3mm厚のコルクを 100均で買ってきて ABS樹脂 でコルクホルダを作りました。
 ヒートベッドのサイズのものは作れないので 3分割して作成しました。プリント時に初めに描かれるスカートのオブジェクトからの距離を長め(20mm)に設定していましたが、この部品を出力する際、印刷範囲外?で一瞬ステッピングモーターが止まり焦りました。
 ヒートベッドの直径は 220mm ですが、ステッピングモータ付近は印字できないエリアが存在します。スカートの距離設定を 5mm に変更し、STLファイル読込み時に Repetier が自動的に配置(重心が中心?)しますが、ステッピングモータの近くに印刷物が来ないようにマニュアル操作で再配置して出力しました。
★2017/02/04 追記
 Repetier と Sli3r のプリント可能範囲設定を180mm(直径)に設定しました。^^;;

 外枠の円と中心の円を繋ぐ部分が傾いているように見えますが、分割出力するための接着部分である円弧の切断部分を円の中心からの直線上にしたかったためです。

コルクホルダパーツ コルクホルダ(合体後)


 コルクをヒートベッドと同じサイズに切りコルクホルダに付けます(軽く接着)。
 また、ヒートベッドの中心部分からヒーターの電源コードと温度センサのコードが出ているのでその部分をくり貫いたコルクをもう一枚作り、重ね合わせて接着しました。

コルクとホルダ コルクのヒートベッド面


 下の写真は3Dプリンタのキットについてきたヒートベッドです。サーミスタがカプトンテープで張り付けてあるw

ヒートベッド


 今回作成したヒートベッド用コルク取付後が下の写真です。
 因みにヒートベッドの上面に貼ってあるカプトンテープの幅が異様に狭いのは amazon で安売りしていた 220 円 のものを使っているからですw

コルク取付後


 さて効果のほどは下の温度推移グラフで判るようにヒートベッドの設定温度である 80℃ の直前でも以前(左下グラフ)よりも温度上昇が早くなりました(右下のグラフ)
 グラフ中、水色の線がヒートベッドの温度変化を示していますが、上昇の角度が大きくなり、改善していることが判ります。
 また、以前はホットエンドが設定温度になり、ステッピングモーターが動き出すタイミングでヒートベッドの表示温度が約 5℃ 急に落ちていたのですが、この謎の温度変動もなくなりました(原因は不明です)。
 なお、設定温度は FirstLayer も Others も 80℃ です。

before after


 今回自作した ヒートベッド用コルクホルダ の STL ファイルはここからダウンロードできます(商用目的以外であれば自由に使用できます)

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デルタ式3Dプリンタ(Kossel Reprap)の購入 [3D_printer]

 今まで3Dプリンタは初代ダヴィンチを使用してきましたが、段々動作時の音が大きくなり昼間でも少し気を遣う状況でした。
 きちんとメンテすればいいのでしょうが、ケースで覆われていることもあり、可動部をいじるのが億劫でした。

 ebayを眺めていると結構安い3Dプリンタのキットがいろいろあったのでデルタ式3Dプリンタのキットを購入してみました。

 購入品を選定するにあたり
  1. デルタ式であること(ダヴィンチはXYZ直行式だったので違うタイプも使ってみたい)
  2. フィラメント用のファンがついていること(効果を見てみたい)
  3. ヒートベッドがついていること

を条件として探しました。(もちろんコスパが高いことが必須条件)

 結果として「2017 Delta Flsun 3D Printer Kossel Reprap 1 Roll Filament Hot Bed+Auto Leveling」のキットに決めました。
 お値段は 21,106 + 3,091(送料)で合計約2万4千です(3Dプリンタも安くなったもんですねぇ)

  レーザーカッターの購入 の記事で書いたレーザーカッターのキットは説明書が中国語でかつ内容が薄いので全体写真等も参考にして組立ましたが、今回購入した Kossel Reprap は販売台数が桁違いに多いためか、説明書も充実していてほっとしました(英語なので問題ありません)。
 YouTubeの組立説明動画のURLも説明書に記載されていましたが、YouTubeをほとんど見ないで組み立てられました。
 部品数はレーザーカッターの数倍あるので組立説明書がプアだったら組立作業がつらかったでしょう。
 半田ごてより重いものを持ったことがないので(うそ)組立中に指先が痛くなり休みやすみの作業でしたが先週の土日で組立&アプリ設定が完了し、現在いろいろ調整中です。

 組立作業の詳細を説明しているWEBサイトは色々あるのでここではメモや感想等を書いておきます。
 ※今回購入したキットに限定した内容であり、当たりハズレがある可能性があります。
  • 商品説明に「with Heated Bed」と書かれていたが、注文後に同じ販売者の別の商品の説明には「with Heated Bed+Switch Power」と書かれていることを見つけ販売者に確認したところ必要な電源も付いているということだった(「ヒートベッドをおまけでつけるけど電源を容量の大きいものに変更する必要がある」というような注意書きがあったキットもあったので心配になり確認した)
  • 送付先の住所で名前が微妙に違っていた(住所と名前は ebay に登録済みなのでこちらのミスではない)。住所はあっていたので問題なく受け取ることができた。
  • 樹脂部品は成形品と3Dプリンタで出力した部品との混在で品質的には割合よかった。但し、一つだけ部品を貫通すべき穴が傾いていて貫通していないものがあったが自分で穴を開け直し解決できた。
  • 構造的にはシンプルであり、組立ながら各部の構造が理解でるのでキットはいい(もちろん組立自体も楽しいし)
  • フィラメント用ファンがアームのベアリング部にあたるのでファンの外枠を少し削った。
  • 「組み立て易さ」という点では色々改善できる部分があったと思う(ネジが締めづらかった部分等)。
  • 制御ボードにインストールされていたソフトが直行式プリンタのものだったらしく、説明書通りに パソコンにRepetier-Host をインストール後、マニュアル操作でノズルの位置を動かそうとしても変な動きだった。制御ボード(Mega 2560)のソースも添付されていた(ソースが手元にあるということは非常に安心感がありますねぇ)ので制御基板にダウンロードすることで解決できた。
  • 商品説明の写真では手巻きフィラメントが添付されるように書いてあったが小型リール1個まるまる添付されていた。
  • ネジやナット類は余分に入っていてかなり余った(当然ですが販売業者に依存するものと思う)。
  • 期待していたように音はかなり静かで夜でも動かせそう^^

 ダヴィンチでも EEPROMメモリチップインターフェース(UNI/O)の実装実験 により専用フィラメントのメモリチップ内容を変更できる環境を構築したので一般的なフィラメントを使用できる状態(フィラメントやベッドの温度設定も可能)でしたが、 ABS フィラメントだけを使っていました。今回 PLAフィラメントを初めて使います。

 最初の問題はヒートベッドにフィラメントを安定して固定させることです。
 マスキングテープ単独、マスキングテープ+スティック糊、カプトンテープなどを試してみましたが、現状はカプトンテープ+フィラメントの温度を少し高め(first layer:215,others:210)にしています。因みにヒートベッドは(65:60)にしています(ベッドを温めないとヒートベッドへの食付きが悪い)。

完成写真



 現状の調整状態で上の写真の左下にあるスイッチング電源を本体のフレームに取付けるための部品を自作してみました。強度を考慮し、X軸方向(写真の上下方向)に積層するように出力しています。
 各層のフィラメントがきれいに並び積層痕が最小限(写真を縮小した関係で横方向にモアレの縞が見えますが)になっていて満足いくものができました^^

電源取付け部品


★2017/01/21 追記
 今回の組立のために自作した上の写真の電源固定部品(二つ作成し電源を固定、現物合せし左右非対称)とエクストルーダーの配線をフレームの溝に通した場合の固定部品のSTLファイルを ここ からダウンロードできます(商用目的以外であれば自由に使用可能)。
 使用している電源は MODEL:S-200-12 12V 16.7A

電源固定部品 ケーブル固定部品


★2017/01/22 追記
 上の「電源取付け部品」の写真ではモアレ縞のため実物の状態がよく判らないので拡大写真を追加(積層幅:0.3mm)

電源取付け部品(ズーム)


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レーザーカッターの購入(その3) [LaserCutter]

 前回の記事で ebay から購入したレーザーカッター(2000mW)に添付されていたアプリケーションが少し不安定であるということを書きました。

 いろいろ試しているうちにアプリケーションが生まれ変わりました(謎)

 どういうことかというとアプリケーションインストール時にレーザーカッターをUSBへ接続するよう求められますが、この際のやり取りで対応する機能を決めているようで、不安定さゆえ何回か再立ち上げしているうちに機能の制約が外れ、機能アップしましたw
 しかも動作的にも安定しました(少なくともアプリが固まることはなくなった)

 どのマシンの対応機能を表示するかの情報はアプリケーションをインストールしたフォルダ内にある「Setting.xml」に保存されているものと推測されますが、拡張子がxmlなのに中身はバイナリデータになっていてファイル構造を解析しないと設定内容が解りません。

 まず、ピクチャ機能ですが下が画面キャプチャで「Test Size」などのボタンが増えています(Z軸移動ボタンも表示されていますがこれはCNCマシン用なのでレーザーカッターでは使いません)
 画面だけではなく、ラスタスキャン方式で刻印する際、今までよりも数倍早くレーザーのON/OFFができるようになりました ^^)/
 YouTube で見ることができる同程度の機能のもの(ほとんどが Benbox というソフトを使っているようです)と同じくらいの速さになりました。
 また、Burning Time の最短時間も以前より短くできるようになり調整範囲が広がりました。

ピクチャ機能


 NC送信機能側の画面キャプチャが下の図ですが、こちらもいろいろ操作ボタンが増えました。
 一番うれしいのは DXF ファイルの読込みができるようになったことです。これでCADで作成したデータをそのまま使えるようになりました。
 以前は NCファイルのみが読込み可能で、NCファイルの作成は Inkscape にプラグインを追加することでできそうだというところまで解ったのですが DXFファイルが読めるようになったので助かりました。

 また、Repeats設定(指定回数繰り返す)もできるようになったことからレーザー照射ポイントの周りを焦がさずにカットできるようになりました。但し、アプリ起動時の位置が原点になるようでアプリ操作でレーザー位置を変更した場合はアプリを再起動しないと2回目以降のカッティング位置がずれてしまうというバグがあります
★2017/01/09 修正
 「Device setting」タグで「CNC Mill Laser」を選択したところ、アプリでレーザースポットを移動後もリピートでの位置ずれがなくなりました。

 少し試したところ、3mm厚のアクリルも奇麗にカットできました。今後簡単なケース作成等に利用できそうです(但し、透明やブルーなどはカットできない)。
  • アクリル
     黒色 3mm厚
     speed 50mm/min 6回でカット可能
  • ポリプロピレン
     ライトグレー 1mm厚
     切断回数を増やしても溶けて固まり切断できない
     黒色なら切断できるかも

 紙やフェルト等は薄いものであれば一回で奇麗にカットできます。

NC送信機能


 設定画面も大きく変わりました。設定ウィンド右上のウィンド最小化ボタンの左隣をクリックするとオンラインアップデート機能も表示さるようになりました。

設定画面


 当初から気になっていたレーザースポットの大きさについてですが、生基板をアクリル系の黒色スプレーで塗り、2mm 長の十字を照射した結果が下の写真です。
 十字の交差箇所から先端までが 1mmなので レーザースポットのサイズは 0.2mm程度の楕円形のようです(ものにより個体差があると思います)。

 何故基板に照射しているかというと・・・・・以前試みた カッティングマシンでプリント基板製作 の続きとしてレーザーカッターを使ってプリント基板を作ってみたいからです。

 高出力レーザーであれば、生基板の銅層を直接切断したり、生基板に塗装してから塗装面をレーザーで剝がしエッチングする方法を書いているWEBサイトがありますが、2000mW レーザーではそこまでパワーはなく、アクリル塗装のアクリルが蒸発しないで残ってしまい(銅自体が熱伝導率が高いので銅に近い部分の塗装を高温にできない)なかなかうまくいかず試行錯誤中です。

レーザースポット形状


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