2012 12月 | 魔法の大鍋

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Orca 0.42のDualExtruder作成中（その２）

今回は、シングル構成でのエクストルーダーの設計を生かしてデュアル構成に設計を変更した物を使って作成しました。ホットエンドは前回で既に搭載済みなので穴位置を含めてそのあたりが確定済みとなっているのが設計上の大きな制約というかになります。いろいろと、苦労しましたがなんとか設計とプリントが終わって載せることが出来る状態になったので書いています。（当然のことながらドライブギアはMk7を使用）

2012: 12/29
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Orca 0.4x用ダイレクトエクストルーダー（その２）

前回はMk7ドライブギアを使用して作成したダイレクトエクストルーダーですが、注文していた「Micro Extruder Drive Gear – 1.75mm Filament」（以降Gear175）が到着したので若干設定と手を加えて作成してみました。

ドライブギアの比較写真はこのようになります。 Gear175/Mk7

Gear175は溝の深さがMk7とは違うためにフィラメントとギア位置の調整が必要になってしまったのでV1を修正してV2としました。ほとんどパラメタの調整だけで対応できる範囲でしたが、せっかくなので50mmボルトをスタッドに使えるように修正（60mmは普通に手に入らないので）

結果としては、このドライブギアではうまく動きませんでいた。微妙な違いなのでしょう、摩擦力が足りない様でフィラメントをうまくおしこむ事が出来ないようです。PLA素材であれば問題なく使えるのですがABSで使用しようとすると無理があるようです。mendel-partsのV10ホットエンドも影響している様に思いますが、現状で唯一まともにABSを遅れるのはオリジナルのMk7だけと言うことになります。

2012: 12/27
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ホットエンドPID制御値の自動調整機能

Reprapで使われているファームウェアはほとんどの方はMarlin の系列を使用していると思います。
（機種ごとにカスタムされている場合もあるとは思いますが…。）

ホットエンドのヒーターのPID制御（フィードバック制御）に関しては”PID settings”セクションで設定されています。機種ごとの基準値で使用していると思いますが、制御値はヒーターとサーミスタの組み合わせで変わってしまいます。

そのため、機能として自動調整機能が実装されているので設定方法について記載します。試した限りでは、設定値までホットエンドの温度が上昇するまでの時間が短くなる、温度の変動幅が少ない等の効果が確認できています。

以下の行をコメントアウトしてからファームを書き込み
”PID settings”セクション
#define PIDTEMP

”EEPROM”セクション
#define EEPROM_SETTINGS #define EEPROM_CHITCHAT

”LCD and SD support”セクション
#define ULTRA_LCD //general lcd support, also 16×2
#define SDSUPPORT // Enable SD Card Support in Hardware Console
#define ULTRA_LCD //general lcd support, also 16×2
#define SDSUPPORT // Enable SD Card Support in Hardware Console
#define ULTIMAKERCONTROLLER //as available from the ultimaker online store.
#define ULTIPANEL //the ultipanel as on thingiverse
#define REPRAP_DISCOUNT_SMART_CONTROLLER
ホットエンドが冷えた状態であることを確認する。（常温程度）
「Printrun」の右下のコマンド入力窓より”M303”を入力して”send”をクリックする。

この後、自動的にホットエンドが150℃まで温まる過程で制御値の自動調整が行われます。

2012: 12/21
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Orca 0.4x用ダイレクトエクストルーダー

前回、前々回とダイレクトエクストルーダーギアについて書いてきましたが、まとめた上で設計変更を繰り返してようやく完成したダイレクトエクストルーダーです。

結局のところ、DualExtruderがうまく動かなかった原因はエクストルーダーギアにあったという結論です…。Orz

2012: 12/20
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ダイレクトエクストルーダーのドライブギア（その２）

前回は手持ちのダイレクトドライブ用のギアが１種類しかなかったことが敗因でした。

今回は純正のMK7、Plain Coupling Insert 5mm、Micro Extruder Hobbed Gear (1.75mm Filament)の3種類を用意してみようとしていたのですけれど注文して3日でMK7が届きました。

で、見てみるといま持っているMK7コンパチとドライブの歯の部分の形状が違っているようです。

上がMK7、下がコンパチ

2012: 12/18
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フィラメントの射出速度と積層スピードの関係

積層速度をどの程度まで上げてもプリントできるのかを知りたかったので、射出速度との関係を計算してみました。

G-Codeの”G1″コマンドでフィラメントを送る際には実際のフィラメントを送るスピード(mm/min)で指定しますが、実際の積層に関しては使用するスライサーに設定するヘッド移動速度でしています。そのため、どのあたりまで設定速度を上げても大丈夫なのかは計算して求める必要があります。

考え方的には、フィラメントの温度を射出したい温度に合わせてインターフェイスソフト（又はG-Code）で射出速度(mm/min)を指定して20mm程度フィラメントを送ります。段階的にスピードを上げていって、送れなくなるスピードがあると思います。その速度が設定温度で送れるフィラメント速度の限界となります。

そこで、表を「Filament Speed(mm/min)」で判明した最高速度を見ると積層厚ごとの最高速度がわかります。実際には75%位を安全値にとったほうがいいと思います。

Parameter	FlowRate	Diameter	Nozzle Size		Layer Thickness
Unit		mm	mm		mm
Ext1	1.00	1.75	0.4		0.25


		Layer Thickness
		0.15	0.2	0.25	0.3	0.35
Filament Speed (mm/min)	10	6.7	5.0	4.0	3.3	2.9
	20	13.4	10.0	8.0	6.7	5.7
	30	20.0	15.0	12.0	10.0	8.6
	40	26.7	20.0	16.0	13.4	11.5
	50	33.4	25.1	20.0	16.7	14.3
	60	40.1	30.1	24.1	20.0	17.2
	70	46.8	35.1	28.1	23.4	20.0
	80	53.5	40.1	32.1	26.7	22.9
	90	60.1	45.1	36.1	30.1	25.8
	100	66.8	50.1	40.1	33.4	28.6
	110	73.5	55.1	44.1	36.7	31.5
	120	80.2	60.1	48.1	40.1	34.4
	130	86.9	65.1	52.1	43.4	37.2
	140	93.5	70.2	56.1	46.8	40.1
	150	100.2	75.2	60.1	50.1	43.0
	160	106.9	80.2	64.1	53.5	45.8
	170	113.6	85.2	68.1	56.8	48.7
	180	120.3	90.2	72.2	60.1	51.5
	190	126.9	95.2	76.2	63.5	54.4
	200	133.6	100.2	80.2	66.8	57.3
	210	140.3	105.2	84.2	70.2	60.1
	220	147.0	110.2	88.2	73.5	63.0
	230	153.7	115.3	92.2	76.8	65.9
	240	160.4	120.3	96.2	80.2	68.7
	250	167.0	125.3	100.2	83.5	71.6
	260	173.7	130.3	104.2	86.9	74.4
	270	180.4	135.3	108.2	90.2	77.3
	280	187.1	140.3	112.2	93.5	80.2
	290	193.8	145.3	116.3	96.9	83.0
	300	200.4	150.3	120.3	100.2	85.9

■filamentspeed.xls

2012: 12/17
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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。

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。

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。