3D-PRT9)エクストルーダーを作る
2016.04.02
今日はエクストルーダーの作成です。
難しい事はないので、サクサクいっちゃいます。

<モーター>
ギア 1個

<モーター固定>
M3x8mm 3本


<ベアリング固定具>
M4x8mm 1本
M4ワッシャー 1個


<ベアリング固定具とベースフレームの接続>
M3x20mm 1本


<圧力調整ネジ>
M3バタフライナット 1個
M3X40mm 1本
スプリング 1個
M3六角ナット 1個


<本体とエクストルーダーの接続>
M4x10mm 2本
M4四角ナット 2個


パーツを並べてみました。なんてシンプルな構造・・



まずベアリングを固定具に取り付けます。



M4ワッシャーとM4x8mmネジを取り出して、
ベアリングをワッシャーで押しつける様に取り付けます。



ネジ先をナットで締めるわけじゃ無くプラ軸だけで支えるので
あまり力入れると割れそうです。程ほどのところでやめておきます。
常に動く箇所なので、錆びては大変です。
できれば付属の物を使わないで錆びないネジに変えた方がいいでしょう。



ベアリングの取り付け完了。正味1分です。

次はモーターにギアを取り付けます。
X,Y,Z軸のモーターと同じ要領なので悩むところは無くあっさり。
例のごとく、付ける深さは後で調整するので適当です。



今度はモーターをエクストルーダーのフレームに取り付けます。



ネジはM3x8mmを3本です。
4つ穴がありますが、写真の部分は留めないでおきます。



先ほど作ったベアリング固定具をフレームにあてがって、



先ほど留めなかった穴にベアリング固定具もろとも貫通させて留めます。
使用ネジはM3x20mm 1本。
余り締めすぎると後々つけるバネの効果が無くなるので少し緩くしておきます。



次は、調整ネジを付ける前に、それを支えるナットを入れ込みます。



写真が見にくいかもしれませんが、
指の影にM3の六角ナットがギリギリ入るスペースが隠されています。

バネを取り出します。

 

そのバネにM3バタフライナットM3X40mm 1本
を通し写真の様に組み上げます。
付属のものは、なぜかネジとバタフライナットが2セットありました。



そのままエクストルーダーのフレームに差し込み、



ネジを締めていきます。



バネの程よい力でフィラメントを挟み込みスリップさせない機構のようです。
締め具合で圧を調整するようになっているので、今の段階はゆるめにしておきます。
(とはいっても、バネ力がもっとも弱い状態でも指で開くのは困難でした)

次はワンタッチ継ぎ手を横に付けて



見た目は完成。



次はフィラメントが正常に引っ張れるように、調整を行います。
オマケで付いてきたフィラメントを実際に通してみるとわかりやすいのですが、
管の入り口から、出口までの直線に対して、
モーターのギアとベアリングが噛み合うように位置を調整します。



写真を見てもらえれば雰囲気を感じとってもらえるのでは無いでしょうか。



調整が終われば、エクストルーダーの完成です。



では完成したエクストルーダーを本体フレームに付けてみます。
PTFEチューブと固定用ネジ、ナットを取り出します。

M4ネジx10mm 2本(付属説明書では8mmと書いてましたが間違いです)
M4四角ナット 2個 
で取り付けます。
取り付け位置は後から自由に変えられる仕様なので、
今は適当にくっつけます。
このとき私は上部フレームに付けました。



PTFEチューブはフィラメントをホットエンドまで送り込むガイドの役割を果たします。
このチューブの先端はペンチでちぎったかの様に潰れていました。
これではフィラメントが詰まってしまいますね。
よろしくないので、潰れた先端をカッターでカットします。
(両端が潰れていたので両方カットです。)



ワンタッチ仕様なので、奥まで差し込むだけで繋がります。



ホットエンド側にも差し込み完成。便利ですね、ワンタッチ継ぎ手。



機械系はこれで完了です。
残りは電気系ですね。
配線周りはマニュアル通りに接続する前に、
元々のRAMPS1.4やArduinoの配線図等と照らし合わせて
間違いが無いか確認してから行いたいと思います。
なぜならネットで先人の経験談を見ると、
配線ミスで基板を結構焼いている方がいらっしゃるみたいですので・・・・

電圧チェックもありますので、
精度の高いテスターも用意しないといけませんね。

それではまた。
3D-PRT8)タイミングベルトとカーボンロッドを取り付ける
2016.04.01
今日はベルトとカーボンロッドを接続しますよ。
今日新たに使うネジは以下の通り。

<上部フレームの固定>
M4x8mm 3本
M4四角ナット 3個
タイラップ 6本


<エフェクターのカーボンロッド接続>
M3x20mm 6本
(私は仕様を無視しし、敢えてM3x25mmを使いました)

<キャリッジのカーボンロッド接続>
M3x15mm 6本

まずは上部のフレームを取り付けます。
下部フレームと取り付け方が同じなので簡単です。
コーナーの頂点に固定ネジがあるのですが、後から調整するので、
落ちない程度に軽く締めるだけにします。



さて、これで上部フレームにプーリー、
下部フレームにモーターのギアが有るわけですが、
これらを包み込むようにベルトを通します。



下のギア、中央にベルトを当てて、



上のプーリーにも通して、最後はキャリッジにベルトの端を集める。
写真は下から上を仰ぎ見た図

キャリッジにベルトを絡めて固定するのですが、
ある程度キツめのテンションを掛けつつ締め上げるのが大変。



↑まずはこの位置まで通して、



ベルトのギザギザ部分を噛み合わせて抜けないように固定。
上下同時に縛り上げるのは難しいので、まずは上側を先に固定して、
下側をじっくり締め上げて固定します。

※結果論なんですが、ベルトの余りは上は短く、下が長い方がいいですよ。
 上が長いと、エンドストップまで上昇させるときにベルトの余りが当たって
 正常な動作になりません。調整ピンの長さにもよりますが、
 できれば、上のはみ出し具合は2cm以下にした方が無難です。
 もうベルトを付け直さないという自信があるのなら
 干渉する分だけベルトを切る方法でもいいかもしれませんが。




指でベルトをツンツンし、そこそこ張ってるなと感じたら
上と下にタイラップを巻いて外れないようにします。
しかし付属の白タイラップはなんか目立って変ですね。
後で黒に変えよう。

他の柱もベルトを付けてベルト3本完成。
次はカーボンロッドを取り付けます。

エフェクターから付けましょうかね。
エフェクターは6カ所側面に穴があります。
そこにカーボンロッドを6本付けるのです。
長さ調整は組み始める前に終わっているので、
ただ付ければOKです。

ネジはM3x20mm 6本使って固定します。



ここはとても重要な機構です。
錆びてもらっては困るので、自前で用意したネジを使いました。
しかも25mmの少し長いものを。
後々この長いネジではみ出した部分を使ってファン固定を考えています。



全部で6本付け終えるとタコみたにプランプラン
カーボンロッドに影響でないように優しく扱います。
次はカーボンロッドの逆端をキャリッジに繋げます。



↑繋げる場所はキャリッジの側面。



M3x15mmのネジで固定します。
M3x20mmを付けて実験してみたのですが、この場合はタイミングベルトに干渉します。

後日追記
M3x15mmではキャリッジ内のナットまで噛んでいないことが分かりました。
実際は17mmくらいないとしっかり噛まないようです。18mmだとベルトに触れます。
精度を出すためにキッチリ締めるなくてはいけないのが後から分かったのですが、
そのためには、このナットに噛むというのが結構重要です。
17mmだと入手が難しいので私は20mmを切断して使うことにしました。


ボールベアリングに直接触れるネジなので、日本のネジに変えた方がいいですね。
錆びてしまって動きが悪くなったら目も当てられません。
↑の写真はヘッドが底面にガンガン当たらないようにとりあえず軽く6本付け、
ある程度水平を保ったことを確認してから、ネジを最後まで締め上げてます。
ちなみに私は接続するロッドをファンの向きがX軸の柱に向くように付けました。



柱のキャリッジにカーボンロッドを全部繋げ終わりましたね。
次はベルトの張り具合を調整します。



まず上部フレームの角に付いているネジ3カ所を手で力を加えると動きそうな程度に緩めます。
その後、↑写真のネジを締めていくと、
ワッシャーの強度を利用して上部フレームが持ち上がっていきます。
フレームが上に持ち上がると言うことはベルトが伸びるということです。
ベルトの張りがしっかりしたところで、先ほど緩めたネジで動かないように固定して完成。


ここまでやって、1本だけまだ緩んでいるという状況の場合、
キャリッジにベルトを付けるときに弛みすぎていたと思われます。
キャリッジにベルトを付けるときは、3本の張り具合を均一にしましょう。


後日追記
メーカーが機能として用意されている調整方法だったのですが、
上記の方法を用いて調整すると骨格フレームが傾いたり歪んだりすることが後々の調査で分かりました。
ベルトの張りをうまく調整できても印刷物に傾きがあっては意味が無いので
この機能は封印すべきと私は判断しました。
今の段階ではアルミフレームの端をコーナーパーツと
ツライチ(厳密に)にするのが無難だと考えます。
ベルトの張りは、気合いでベルトを引っ張り固定するのが一番かと思います。
Kosselが完成したらネジで調整できるキャリッジを自作するといいですね。




これで大分外観は出来てきましたね。完成図がイメージ出来るようになってきました。

次回はエクストルーダーを作成します。
ではまた。
3D-PRT7)ホットエンドを作る
2016.03.31
今日はホットエンドのパーツを作ります。
今日の工程で使うネジは

<ホットエンド固定具>
M3x15mm 2本
M3六角ナット 2個


<ホットエンドオートレベリング用>
M3x20mm 1本


エフェクター>
M2x16mm 2本
M2六角ナット 2個
M4x8mm 1本(最初から装着済みかもしれない)
M4ワッシャー 1枚(最初から装着済みかもしれない)


<カーボンロッド固定用>
M3六角ナット 4個


<ファン固定用>
M3x12mm 2本


です。

このキット、ホットエンドはすでにある程度できあがった状態で同梱されてきてました。
これが日本のキットであればそのまま使うのですが、
中国キットですからねぇ、やっぱり疑ってみましょうかね。



これを全部ばらしてみましょうか。
まずワンタッチ継ぎ手をクルクル回して外してみます。



簡単に外れました。



やはりです。漏れ対策が甘いです。
申し訳程度に何か塗ってますがあまり役立ってないでしょうね。



ではヒートブロックを外してみます。



ヒートブロックはイモネジで締められているのでレンチで緩めますよ。
結構な力でしまっているので、ヒーターを通す予定の穴にドライバを突っ込んで
ひねって外します。



こちらは全く対策がされていません。
ヒートブロックに近い方は特に漏れ対策をするべきなのに・・・

ノズルをヒートブロックから外してみます。



こちらもイモネジで固定されているのでレンチで緩めますよ。



そして、かなりきつく締まっているのでラチェットを使って外します。



こっちも何も対策されてません。確認してみて大正解でしたね。

では俗に言う漏れ対策というのはどういう物なのかというと
シール剤をネジ山に付けるというものです。

私はPTFEテープを巻くことにしました。
PTFEとは四フッ化エチレン樹脂の、主にシーリングに使うテープです。
熱に強く絶縁性もあり、酸やアルカリにも強く、
管の漏れ対策によく使われます。



普通に買うと結構いい値段するのですが、
アストロプロダクツで買うと激安です。
私は近所のリアル店舗で購入しました。
安いからといって粗悪なわけでも無く、ちょっと量が少ないだけで
仕様では260度まで耐えられます。
3Dプリンターの部品ではそれほど量は使わないので
少ない量で売ってくれるアストロさんには感謝です。

このテープを巻き巻きします。



かなり薄いテープですが、ちょっと厚いかな?と思うくらい巻いて下さい。



写真では結構巻いている様に見えますね。実際は3周くらい巻いてます。



一見すると厚すぎてネジ山に押しつぶされて
外に出てくるんじゃ無い?と思いますが、
意外とそんなことはありません。
柔軟性と低摩擦のお陰で
この程度なら綺麗にネジ山に収まってしまうのですよ。
びっくりするくらい滑らかに飲み込んでいきます。
キッチリ付いたらイモネジで固定するのを忘れずに。

次はヒートシンクに巻き巻き。



巻きたい部分より大きくなっても大丈夫、
爪で簡単にちぎれます。



綺麗に巻けました。早速ヒートブロックと連結させましょう。
ココの部分はイモネジでしっかり固定しますよ。

次はワンタッチ継ぎ手の装着です。
同じように巻巻きしてヒートシンクと接続します。



これでホットエンドは完成。
いくらシーリングしても緩んでいたら意味が無いので、
最後に締め確認はしてください。



次はホットエンドの固定具に取りかかりたい所ですが、
いったん前準備をしましょう。



写真に赤いラインを引いていますが、ここのクリアランスが甘いのです。
バリがあったり、スキマがきつかったり。
その為、後々重要となる機構が機能しなくなっています。
そこで、目視でみて絶対干渉しない位にヤスリを掛けます。
固いので少し大変かもしれませんが、削る量はコンマ何ミリなのでで出来ないことは無いはずです。
先にホットエンドを付けてしまうとやりにくくなるので今のうちです。



ヤスリがけが終わったら、しっかり削粉を取り除き、ホットエンドを穴の中に通します。
ちょっとキツイかもしれませんが頑張りましょう。

 

どうしても入らない場合はバリが有るのかもしれないので、中をみて削り取ってみましょう。



固定具を側面に付けてM3六角ナットをあてがい、
裏側からM3x15mmネジで留めます。



ホットエンドは高熱になるパーツなので、なにかあると大変です。
妥協無くしっかりと留めます。
自分的にはワッシャーを入れたいところですが、構造的に許してくれないので
泣く泣く断念。



これでホットエンドの固定具が完成。

次はエフェクターの作成。
まずはオートレベリング用のマイクロスイッチを側面に取り付けます。
このスイッチはエンドストップに付けたスイッチより一回り大きいです。



使うネジはM2x16mmのネジ2本とM2ナット。
説明書にはありませんが私はワッシャーも入れました。



スイッチの向きに注意して下さい。逆向きに付けると役割を果たしません。

次にホットエンドをエフェクターに付けます。



↑写真の位置に穴がありますが、ここにM3x20mmネジを取り付けます。
このネジは奥まで貫通させて先ほど付けたスイッチに触れる所まで締めます。
付属のネジは少し頭がデカイのでヒートシンクに干渉します。
だからといって別になにか起きるわけでは無いのですが、
ネジが斜めに歪んで入っていく気がするので
別の頭の小さいネジに変えるといいと思います。
私はユニクロネジのM3x20mmに変えました。
写真ではシルバーのネジとワッシャーが直ぐ近くに付いていますが、
これは最初から組み終わっていました。
ホットエンドがこれ以上、下に落ちないようにするためのストッパーの役割を果たします。
ちなみに元は黒の鉄ネジでしたが、写真ではシルバーのステンに変えてあります。



結構入れにくいので、少し手で回した方がいいかもしれません。
どれくらい深く入れるかですが、
ここは、後から調整できますので、あまり真剣に考えなくてもいいのですが、
ノズルをつま先で触れた程度で、直ぐさまカチっとスイッチが反応するくらい
ギリギリまで奥の方がいいとのではないかと思います。

それよりも、スイッチを押したあとに、ホットエンドが正常な位置に戻ってますでしょうか?
この機構はバネ等が付いていないので、
元の位置に戻るにはスイッチの抵抗力と重力を利用してしか戻れません。
そこで先ほどおこなったヤスリがけが生きてくるわけですが、
まだきつい様なら一度ばらしてもう一度ヤスリがけするのをお薦めします。

次はファンをエフェクターに取り付けます。
ファンは4cmx4cmのごく一般的なタイプ。
PCを自作する人なら見慣れたパーツです。



これを側面に取り付けて



M3x12mmのネジ2本で取り付けるわけです。
ファンの方向はシールが貼っている面をホットエンド側に向けて
風邪が当たるように取り付けてください。(重要)




もちろん12mmでもしっかり止まるのですが、すこし噛みが甘いです。
私は余っている15mmを使いました。
(実は15mmは奥に干渉します。そのためファンの固定具に負担が掛かってしまうのでお薦めしません)

さて今日の最後は、カーボンロッドを接続するためのネジを受けるナットの入れ込みです。



この穴にはM3の6角ナットがキッチリはまるように出来ています。
いや、逆にキツイくらいで、ラジオペンチでガッチリ挟んでやらないと入っていきません。
4カ所付けるところがあります。私の部品は全部がきつくて結構大変でした。
歪み無くはめ込んだところで今日は終了。

次回はカーボンロッドをエフェクターに取り付けるのと、
タイミングベルトをキャリッジに取り付けますよ。

ではまた。

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