カテゴリー : RepRap

ダイレクトエクストルーダーのドライブギア

DualExtruderの失敗原因がわからないので、原因究明のためというかPG48L-048を使ったDirectExtruderをシングルで使って状況を確認したいと思います。

結果として、DualをそのままSingleに変更しただけでは当然うまくいかず…。 そのへんから設計を流用しようとしたのですが、よさそうな流用元が見つからなかったのでマウント用の穴位置のみを流用してほとんど新規にOpenSCADで設計しました。   参考にした情報としては「MendelMax J-Head micro-extruder body V3」をベース情報としています。

orca_micro-extruder_v1-10

何と言いますか、「失敗作の山」ですよ!   MK7のドライブギア+624ZZで形にしたのですが、フィラメント材質というかも合わさってDualExtruderの場合と同じでABSを全く送ってくれない状況です。

では、どうすればいいのかと半日ほど悩んだ挙句の結論としてフィラメントとドライブギアの接触面積を増やすことで摩擦を大きくすることで何とかならないかということでした。   早速、ドライブギア周りの設計を変更しようとしたもののかなりコンパクトにまとめた結果としてスペースが確保できない。(確保しようとすると上方向に位置をずらさないといけないためせっかく低く設計した重心が高くなってしまう…)   ベアリングを624ZZ⇒603ZZに変更して何とかスペースに収めることに成功しました。

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これでうまくいくかと思いきや、結局失敗でうまくフィラメントを送ってくれません。心持ちましになった様な気がしますがリトラクションがうまくいかないです。

このあたりで、一旦あきらめて情報を収集した.

ちまたで標準的に出回っているダイレクトエクストルーダーのドライブギアは「Mk7」を言うタイプなのですがこれサイズを測ってみるとどう考えても3mmフィラメント用だと思えます。 外形12.7mm(内径10.7mm)溝幅4.5mm、スリップの原因は摩擦力が足りない事もありますけど接触面積はR径が大きいので小さくなっていることが原因の様な気がしてなりません。

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順当に考えると、ドライブギアを変更すればうまくいくのではないかと思えます。

Reprapでドライブギアの一覧を見つけたので良さそうな物を探して、候補として2つに絞りました。

注文してみたので続きは商品が届いてからですね。

Foldarapはどの位の金額で1台作れるのか?

前回で、Foldarapに必要な部品の洗い出しはできました。あとはどうやって部品を入手するかと言うことですがそのあたりを手に入れることが可能な場所での金額を算出してみました。

この中で、入手するのが比較的面倒なパーツが4点ほどあります。

理由としては、加工されたパーツがそのまま販売していないため図面を元に加工を依頼する必要があるためです。

「140x140mm Huxley heatbed alu plate 5mm thick/x-carriage alu plate 3mm thick」に関しては”板曲げ.com”にて加工をお願いすることが可能でした。 ※:加工条件として5mm厚プレートにはアルマイト加工しています。

「electronic under-plate 4mm thick」は”はざいや” or ”工房Emerge+”で加工が可能ですが後者の方が半額ぐらいの金額で加工可能です。はざいやは問い合わせてもきちんとした答えが返ってこなかった…。

「y-bed wood plate 3mm thick」は”工房Emerge+” or ”トンボ”にて加工可能ですが3mm厚は後者でしか取り扱いがありませんでした。2.5mm厚で良ければ前者でも加工可能ですが金額あまり変わりません。

集計した結果、プリントパーツを除いた形で7.7万ほどの予算があればで1台作れるようです。

と言ったところが分かってきたところでパーツ集めをはじめたいと思います。

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Foldarapを作ろうかと情報を収集中

いや、逃げてるんじゃなくて…。まあ、うまくいかないから逃げてると言えば逃げていますけれどもね。

なんだかんだでせっかく作ったDualExtruderがうまく動かなかったので気分転換に情報を収集中と言うことにしておいてください。

3Dプリンタを作ってみてあまり大きな物のプリントをしないことがわかってきたので、小さい物でも作ろうと考え中です。 候補としては、「FoldaRap」か「Rostock mini」を考えていたのですが、折りたたみという言葉に惹かれて「FoldaRap」を選択してみましたです。

まだ、パーツとかが手に入るかを考えている段階なのですが現状キットとしては販売を行っていないらしく入手できなそうです。

簡単にまとめてみた結果としてはこんなかんじでしょうか…。

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Orca 0.42のDualExtruderの作成中(その1)

中断しつつもなんだかんだで作っていたDualExtruderですが、ようやく重い腰を上げて組み付け迄行いました。

結果的に、Dual動作までは確認したのですがフィラメントの送りに多大なる問題点が発覚していったん元に戻してしまいましたです。

とりあえず、今回の形としてはそこそこなかたちになったと思っているのですけど…。

チョット作成途中の画像など並べながら書いていきます。

センターポンチ用の治具作って穴開けしました。

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Orca 0.42のステッピングモーターを再交換

Orcaは標準状態でのステッピングモーターはSY42STH47-1684B(0.43N・m)を使用しています。 調子が悪くなったので途中でStep角0.9°PK245MD15B(0.38N・m)に変更していたのですが、ダンパーつけていても移動範囲が狭くなるとトルク不足なのか脱調気味なのです。 スピードを少し遅目にして使っていたのですが、精度を取るかスピードを取るかで悩みますが精度は換えてみて大して変わらなかった印象があるのでスピードを取りたいいと思います

おそらく、Y軸のテーブルの発熱用抵抗変えたことで重くなったこととテンション張り気味にしていることが原因と思います。

という前提というか前置きで、交換用のステッピングモーターを考えます。 まあ、ダンパー(D4CL-5.0F)がオリエンタルモーターなので、今回もオリエンタルモーターで交換品を考えることにしました。

カタログ情報から、バイポーラ(4本リード線)で高トルクでStep角1.8°のモーターとなると、PKP/PKEのどちらかとなりそうです。 PKPの方がトルクが0.35 ~ 0.93N・m、PKEの方は0.3 ~ 0.55N・mですがPKEは高効率で発熱が少ないとなっています。

そこで、今回は高効率で発熱が少ないということとトルクも適正だろうと思われる、PKE245DB-Lへの換装を行います。

このタイプはモーターから直接リードが出ていなくてコネクタで接続する形になっています。 これは、交換作業がやりやすくなりそうです。(早々交換するものでもないと思いますけれども)

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PG35L-048のピン配列

調べてみたのですがあいにくどこにもデータがないので現物でテストしてみました。

PG35L-048は2相ユニポーラ(4本リード)のギヤードステッピングモーターなので、2組のコイルを持っているはずです。 そのため、通電状態となるペアが2組存在するはずですので調べてみると、黄/橙&黒/緑のペアとなることが分かりました。

とりあえず、ピンをそのままGen6のボードに接続したら動いてしまいました…。

A+:黒(青) A-:緑(赤) B+:橙(緑) B-:黄(黒)
※:括弧内は標準状態でのケーブル色

あまり難しく考える必要はなかったみたいですね。

orca 0.4xでv10bエクストルーダーを使用する際の設定値

最近、フィラメントの送りというかがうまくいなかいというか途中で切れることがある条件で多発しているような気がして色々と調べてみました。ようするに、DualExtruderのプリントがうまくいかないです。

結論から言うと、エクストルーダーのリトラクション設定について設定値を変更することで対応できそうです。

通常はヘッドを移動する際にはフィラメントを引き戻してからヘッドを移動するようになっています。 その際に、引き戻しのスピードが早過ぎると送りに失敗してスリップするようです。(ギアの刃が細かいv10bでは発生しやすいみたいです) そのため、スピードと戻りの長さを遅く短くしてあげる事で対応出来るようですので記載します。

Slic3rの設定値の標準は1.5mm/30mmですが、これを1.00mm/5mmまで落としてあげるとかなりいい感じです。

戻りのスピードはかなり遅くなってしまいますけれども途中でフィラメントが切れるより随分マシです。

頻繁にリトラクションが発生しない状況では気にする必要はないのですが、プリントする物によっては失敗するので念のため。Reprap系のプリンタでも同一の事象が起きるかもしれませんね。※:ホットエンドの温度が十分な状態(その温度で100mm以上連続して遅れる状態)にもかかわらず、プリントすると途中でフィラメントが切れてしまう状態

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Orca 0.4xでのv10系ホットエンド&エクストルーダーの調整

今度は面倒くさがらずに写真を入れて説明します。というか、写真を入れないと説明しきれません。

結局の所、XYZ軸とかの移動は比較的問題なく動く様にはなるんですがホットエンドからフィラメントが射出されなくなってしまうともうどうしようもないんですよね…。そのため、改良路言うか改修はエクストルーダー周りとホットエンド周りに集中しているのだろうと勝手に想像していたりします。

今回は、あるときを境にホットエンドからのフィラメント射出が全く同じ設定のナズナのにうまくいかなくなってしまったことに端を発します。原因究明に4日もかかってしまいました。

変更点は大きく3つを変更しました。

  • v10bのエクストルーダーのTopパーツのフィラメントを入れるための穴位置変更
  • フィラメントガイドとアイドラーの位置と形状を修正
  • V10ホットエンドの組み立てからの変更

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Orca 0.42のXZY軸の調整について

Orcaにかぎらず、Reprap系列の機体の調整方法は同じでしょうから調整方法を記載したいと思います。
調整は当然のことながらハードウェアとソフトウェアの調整の両方を調整してあげないとうまくプリントすることはできません。 自己流の部分もあるのですが、調整について書きたいと思います。ご意見有りましたらコメント欄にお願いします。
まずは、ハードウェア部分から

  1. ベルトのテンションの調整
    表現が難しいのですが、指で押して5-10mm程度たわむくらいの張りに調整します。
    また、X/Y軸のキャリアが引っかかりなく動く程度に調整します。(欲張って張りすぎるとモーターに負荷がかかっていいことがないのでほどほどに)
  2. Z軸の初期値調整
    まずは、プリントヘッドの調整ネジを大体同じぐらいの締め込みに調整の上でZ軸調整を始めます。
    そのうえで、通常プリントする素材に合わせた形でヒーターを温めて調整作業を行います。(ホットエンド&プリントベッド)
    ※:カプトンテープやマスキングテープをプリントベットに貼って使用する場合には事前に貼り付けます。
    まずは、X/Y軸をホームポジションに移動後にZ軸のホームを調整します。
    この際にはZ軸の軸調整用のネジは最大に伸ばした(Z軸が一番離れる)位置に設定してからだんだん短くしていきます。
    調整の際に使っているものは、茶封筒が一番調整しやすかったです。そのままだと曲がってしまうので両サイドにメインティングテープを張ったものを使用しています。
    糊代というか、閉じる部分の紙が1枚だけの部分は通るが2枚になった部分は通らない間隔で調整します。
  3. プリントベッドの水平(並行)調整
    Z軸の初期調整が終わったら、X/Y軸を手で移動させながら調整を行います。
    ネジを閉めたりゆるめたりした場合には対角線上の高さが反対方向に動きますのでそのあたりを見極めて作業します。
  4. 最終調整         この部分は行うかどうかは自己判断です。
    上記調整した上でプリントを始めても一番初めのレイヤーがうまくプリントベッドに載らない場合があります。(
    出力されたフィラメントがだまになってノズルに溜まる感じです)
    これを解決するためには、ヘッドとの間隔を物理的に短くして上げる必要があります。
    この調整はホットエンドとプリントベッドの平行調整が完全に終了していることが前提です。
    X/Y軸をホームポジションに移動の上でZ軸ホームを調整します。
    Z軸を近づける方向に調整してホームでは手でX軸が移動できない位置で「0.1-0.2mm」移動させると手で移動できる位置を見つけます。

次に、ソフトウェア部分

  1. Marlinの設定値調整(DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT)
    20mmboxをプリントして調整しています。
    キューブをプリント後にデジタルノギスでサイズを測定して「DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT」を調整します。         計算式(X/Y/Z):20mm÷実測値=倍率×設定STEPS=新しい設定値
  2. 直角調整         最後に、X/Y軸の直角調整を行います。
    色々と方法を試したのですが、あまり良いアイデアが思い浮かばず地道に直角定規を当てて地道に調整するしか方法がないです。

とまあ、簡単に文書のみで書いてみましたけどわかりにくいかな…。

iPhone5用のスタンドも自作

3世代目にしてようやくiPhone5用のDockは完成しましたが、勢いに乗りましてStandも作っていきます。 どうしても、Lightningコネクタを埋め込むと上方向に高くなってしまい、そしてバックサポートが必要になります。 そのあたりを反省点としまして、Lightningコネクタ無しのスタンドを作ります。

 

コンセプトとしては、以下3点を重要視

  • 高さを抑えた物にする
  • 縦置き/横置きに対応したものにする
  • カバンに入れても邪魔にならないように突起を無くす

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