組み込みの里では炭化するタイプのPLAをめったに使わないのと温度も低めにしているのでノズルが詰まることはなかったのだが、最近PVAフィラメントを使う際にABSと混在してDualヘッドマシンで使用しているとGcode生成において温度差を設定できない版だったことから問題となった。現在はMakerware3.xに上げることで解決をしたのだが、この際にヘッドを外して細いドリルで樹脂を取り去るのだが刃が細いこともあって扱いが難しかった、
Aliexpressでは、ノズルクリーナーとして写真のような、みたことのないタイプが出ていたので入手してみた。詰まった際にヘッドを温めておいて下からこのニードルを突き刺すのだろうか、炭化してしまった材料が中に残るのでそれはまずいのかもしれないが、万力で咥えておいてトーチで加熱して上からニードルを使うというのが正しいだろうか、ドリル刃よりは扱いが楽そうだ。次回困った時に活躍させたい。
ヘッドを加熱設定にしておいて、したからニードル(0.4)を使ってみました。
このニードルセットには、以下のサイズがついてきた
いわゆるMTBもどきの自転車に前かごを取り付けたのだが、買い物で便利になった反面、ハンドルについていたランプが荷物の影になって使えなくなった。
ランプの基台を籠の前につける形の部品として複製加工したものを設計して作ってみた。強度がかかるのでABSで100%充填での出力にした。
一応、期待値のようになった。従来だったらランプを買い替えていたのかもしれないが、修復工作のツールとしての3Dプリンターは有用です。
組み込みの里では、QIDITECH社の3Dプリンターを二機種導入していますが、このメーカーとのつながりでユーザー着荷時点で不良に陥っていた手戻り品の修理を条件に安価に提供をうけるという話が持ち掛けられました。里の機種では、写真の右側の黒いモデルです。
Amazon FBAから届いたマシンは、写真のようにきれいに梱包しなおされていました。
故障の内容は、確認したところX軸の動作が動かないというものでした。
ドライバーは故障していない模様で、可動部であるモーターユニットとの間の4芯ケーブルでの配線が断線しかかっていました。
プリンターには予備のケーブルが同梱されていましたので、こちらを付け替えて、仮組で動作確認が取れましたので、試験印刷としてPLAでの出力を行いました。
この修理完了品は、USED扱いの品物ですが、金属フレームでしっかりとしているプリンターです。故障問題については、可動部分への配線系統の断線しかかりが発生しておりました。このモードの故障については、同一メーカーの別機種でもわたくしは遭遇していたことから、この適用線材の不適合が考えられます。
Amazonでの他機種の評価も含めて、完成度の高さについては他メーカーよりも良好とです。次回故障した場合には、まず添付のケーブルと交換するのがお勧めです。
オリジナルはMakerbot社のReplicator Dualですが、互換機としてはほかにもFlashforge社のCreatorProがあります。価格は、Amazonでの新規購入では、8万円ほどです。
再生品として5万円で提供いたします。
メーカーQIDITECHからは、サポート対応については通常通りに行いますということです。サポート窓口はネットでの電子メール経由となりますが、対応も早くて信頼がおけます。
ただし設置組み立てに必要な資料は、同梱されているSDカードの中にPDFとして入っていてそれを参照することから始める必要があります。
組み込みの里まで来られる方でしたら、同一モデルの確認や、組み立てまで指導は出来ますので、評価の上で購入されるされないにかかわらず、里の利用料(2H以上とおもわれますので1000円)でサポートいたします。
MakerBot社の Replicator Dual互換機なので設定は、それを選択してください。
付属品 組み立て説明書・制御ソフト同梱のSDカード Mac/Windows
保守パーツ、スクレイパー、糊、モーター配線、センサー配線、プレート固定シート、電源ケーブル(3Pin)、フィラメントスプール、予備ファン、モータードライバー、PLAフィラメント 1kg、ABSフィラメント 1kg
古い一戸建てを購入して内装を保守して組み込みの里としてラボとして整備してきたのだが、台所のキッチンセットはそのまま使えそうなので使ってきた。
大掃除を始めたところ、シンク周りで臭うという話が出てきて普段蓋をしていると気づかなかった配管工事の課題が露呈していることが判明した。
問題となった箇所は、台所のシンクの下である。写真のように、左右のシンクからの排水が、排水マスのパスに対して結合してさしてある。測ってみるとマス側が65ミリほどで蛇腹ホース側は32ミリほどだった。とはいえ、使っている現況では、単なる異径ジョイントがあってもさすことができない。テーピングで工事するという方法も確かにあるのだが、欲しいサイズの開閉可能な異径ジョイントがあれば問題は解決するのだ。
まずは、異径ジョイントそのものを設計した。その後、分割してヒンジ部を作り結合した。結合に際しては、組み立てる状況を考えて一部の補正が必要になるのでよく考えることが必要だ。ヒンジの配置で径が狭まるのも困りものなので3D設計画面で吟味をしておく必要がある。印刷する前にデバッグをしないと印刷時間が必要なので、ここは重要だ。
おかげで製作したものは一発回答だった。ヒンジもスムーズに動作して設置しにくい場所だったがスムーズに設置してテーピングせずとも十分な臭気シールドが出来た。
一応データはThingiverseに登録した。
http://www.thingiverse.com/thing:1819229
このパーツの目的は臭気シールドなので強度的には問題ないのでPLAでも十分なのだが、新しくMakerwareを入れた環境で試験したのでABSが装填されていたQIDITECH社 Avatar4(TECH1)を利用して出力した。密度は30%ほどだったが、フィラメント供給が安定しなかったようで少しスカスカしていた部分はABSの接着剤を塗布して補強した。
組み込みの里では、二種類の3Dプリンターが稼働している。それぞれ時代を表す代表選手といえるだろう。Robo3DはMarlinファームが搭載されている大きな出力が可能という売りで3年前に登場したモデルで、オープンなフレーム構造が売りであるとともにABS出力では収縮などの影響を受けやすく使用する環境にシビアなモデルだ。KickStarterで登場した段階で手配して長い付き合いとなっている。
今年になってからプラダンで保温カバーを作ったことで、ABSの出力が安定化した。変形という点では収縮事故はなくなったようです。
それでも印刷が止まる事象は発生していて、その課題はフィラメントスプールでのフィラメントの絡まりが原因となっている。フィラメント表面の滑り具合によっては、これが起きやすくなるし、またフィラメントを取り出して前後左右に移動するエクストルーダーの動きが絡み合いを引き起こすようだ。(Robo3D)
フィラメントスプールの向きを変えることで対応できそうなので現在、整備中で追って報告したい。
もう一台はReplicator2x互換のモデルで出力プレートが上下動しかしない。また大きなメタルケースに収容されてABSなどの印刷中の室温などの影響からも受けにくく高い価格でも各地のFabなどに導入されている理由を再確認できるものだ。
Dualヘッドの構成で水平が保証しやすいことが長所でもあり今回Delta型を見送った理由でもある。DELTA型でDUALヘッドにする場合にはスイングするエクストルーダーを三基のモーターで構成することからDualヘッドの水平保持に課題が起きやすいようだ。
フィラメントは背面に配置されていてPTFEチューブを介してエクストルーダーに供給されていて絡まりの問題はRobo3Dよりは少ないようだが、フィラメント次第で、まだ課題があるようだ。
双方のプリンターで起きる問題点として最近認識したものにスプールへのフィラメントの巻き具合で枠からフィラメントへの巻きしろがないタイプの場合に、フィラメントが外れて絡まりやすいようだ。
対策として写真のようにスプールの縁を延長する、ふち子さんを作成して対応しようと思っている。
今週の工房作業に間に合わなかった薄型モーター(NEAMA17 24mm)が届いた。従来品(NEMA17 40mm)と比較すると半分近い感じだ。
ダイレクトドライブでフィラメント駆動をしている最近のモデルに比べればモーターのトルクは弱くとも3:1のギア比でトルクは十分なものになるし、もとよりExtruderブロックの重量が軽くなることで高速化などへの対応も期待できそうだ。こちらはRobo3Dのパワーアップの決め手になりそうだ。
新型のReplicator2x互換モデルもエクスルーダーブロックでの配線がすべてターミナルサブ基板またはSMコネクターで接続されるようになりノズルの交換などの作業で大掛かりな配線全体を取り外すという作業が必要なくなり、進化した互換機モデル(FlashForge社のCreator Pro)と同等な保守状況になったといえる。
圧着タイプの中継コネクタでロック付きというSMシリーズを2/4pinを揃えたのでこれでモーターセンサーの配線は交換対応できるだろう。ヒーターブロックへの配線もとりあえずSMシリーズで適用しているのだが電流容量からするとLシリーズコネクタだと余裕がありそうだがエクストルーダー部分はかなりの移動を繰り返すので軽めのSMシリーズで様子をみることにしている。
当初はPHシリーズの基板用のコネクタペアで代用していたのだが、温度センサーのワイヤーは半田性が悪く振動移動を繰り返すこのアプリケーションでは接触不良を引き起こす元凶となり、配線中継タイプのSMシリーズを用いることで解決をみた。
ちなみに、接触不良を起こすとフィラメント供給のための熱源制御が停止して3Dプリントが失敗することになり、LCDコンソールにはそうしたトラブルがレポートされて配線を確認するようにというエラーメッセージが出力されて、大きなボリュームの印刷途上で発生したりすることで、嫌気がさしてしまうことにもなる。
3Dプリンターの肝は、こうした振動や移動を繰り返すブロックについてセンサーでの温度計測フィードバックループが安定して構築できることが必要なので、安易に考えて保守性のみを考えると私が陥ったような失敗を繰り返すことになる。製品としての安定性を考えると丈夫な強度を持ったセンサーのワイヤーは十分な長さでプリンターの制御基板とエクストルーダーブロックを結ぶことが最も信頼度が高い配線構成としてとらえているのがオリジナルのMakerBot社での設計なのだろう。
オープンな世界は自由なのだが、使いこなしは使うユーザーに掛かっている。進化しつつあるパッケージがオープンソースになっているからといって、結局持て余すようなものに手を出して収拾がつかなくなったりしてる事象を吠えている人がいたりもする。
組み込みの里では、最近では使っている3Dプリンターのファームウェアのカスタマイズなど見える範囲で必要に迫られてやっているのだが、3Dデータのように公開されているものについても、よく活用させていただいているので、私自身も新たにカスタマイズしたり、起こしたのものについては上げるようにしている。
3Dプリンターと向き合いだして三年以上になるのだが、プリンター本体の精度も機構もパーツも次々と進化していくのをトラックしてきて、ようやく使いこなせているかと思いきや、最近では、購入当時のフィラメント長者(使わないのにまとめて買いこんだ)として選択していたものが思いのほか品質が良かったことが再認識されるに至り。最近購入しているフィラメントの性質などからフィラメント表面の状態などから「からまりやすい」という事態が生じていた。
フィラメントを送り出すスプールの取り付け方法の工夫で、どうやらスプール幅のセンター位置に合わせて取り出すということが一つの解決策のようで、新たに購入したプリンターにも、そうしたガイドをつけて解決をみていた。
古い進化をしつづけてきたプリンターについてはスプール受けとして単純な構造のものをつけていたのだが、このフィラメントの表面の癖・抵抗といったことからフィラメントの送り出し方向とRobo3Dプリンターのスリットが合わず抵抗を助長しているという認識が失敗の履歴から見えてきた。すでにセンタリングガイドをつけてはいるものの、フィラメントが角に引っかかるという点では、配置方向が間違っている点を直さないと解決しないわけだ。
そして、その解決にはスプ
ールの取り付け方向を正面に向けたオープンリールのような形にすることであり、そうしたスプールは一時取り付けて気に入っていたのだった。
うまく使えていたスプールを使わなくなった理由は、強度だった。かなり大きな構造だったので当時のプリンターではABSでは出力できずにPLAで作らざる得なかったし、また設計データをSTLレベルで強化しようというアイデアにまでは至らずに丈夫そうな簡易な構造のものに移ってきたからでもあった。この構造だとちょうどセンターに取り出し口がスリットとしてできているのでセンタリングも不要なのだった。
今は、MESHMIXERの
活用でSTLの直接編集にも習熟してきたこともあり肉厚を高めるための方法や、ほかの改良点なども含めて再度挑戦する価値のあるものとして肉厚と高さをそれぞれ大きくしたものを作り昨日の夜から印刷している。今晩には終了する予定だ。使っているほかのボルトやベアリングなどの機構部品も残っているのでそのまま使えるはずだった。
今回は前回の記録が残っていなかったので、再度THINGIVERSEのサイトから作者のデータをダウンロードして必要な改造を施して作成を開始した。印刷も終盤にはいり、どうも出来上がりの結果と適用するはずのボルト径とがあっていないように見えて、中断して確認をしたが確かにM8のボルトで設計されているはずのものがM10のサイズになっている。サイトの説明ではM8になっているのだが、経緯については記憶がなく、今回は確認ミスとしてアダプターを作成してしのごうとしている。なにしろ一晩以上出力した結果を無駄にはできないのだ。
こんなアダプターを作ったりしてのを見てもらうのは恥ずかしいが、対応策としての事例として紹介しよう。
なんとかうまく下駄が出来たようです。
ベースはPLAでしたが、下駄はABSで作りました。
丸一日出力にかかりましたが、物理的なボリュームでRobo3Dでないと出来ないかと心配もしましたが、Replicator2互換機でもなんとかだせました。
今後の使い分けは、大きなボリュームのものを荒くだしても良いものにはRobo3Dで0.3mm厚みの層構成で出力対応で、Replicator2互換機では0.2ないし0.1mm厚みでの出力対応で行うということになりそうです。
組み込みの里に追加導入した3DプリンターはMakerbot社のreplicator2x互換ということになる。最近は、このクラスが増えていて、売れ筋はFlashForge社のCreator Proということになるらしい。
いずれも、Dual nozzleのブロックが搭載されている点、出力ステージが上下してエクストルーダー自体はX-Yに移動する形式で筐体構造も同じなのだが、フルクローンか進化型なのかで異なっているようにみえる。
Extruderブロックはリニアレールの上のキャリッジに装着されていて、温度センサー・クーリングファン・ヒーターなどが搭載されているので可撓性の高いしなやかなワイヤーが本体に引き出されて接続されるという構成である。
今回、Exruderの分解清掃を実施しようとしたときに安易に考えて、ヒーターの電流が大きいものについては、MOLEXの3191を使い、XHコネクターを使ってロック式のプラグイン構成にしようと考えたのだがカットしたセンサーのワイヤーは固いもので可撓性があるものの、半田付けが難しくXHコネクターのはんだ付けは断念して接続用の基板を製作してターミナルを搭載して締め付ける形にしたのだった。
興味があったので他のプリンターについて調べてみたところ、オリジナルのMakerbot社のreplicator2xについては、長いワイヤーのままの搭載で保守に際しては、これらの線を処理しながら行うという点で現在のものと同一らしいということが分かった。
保守に関して、進化していたのは、FlashForge社のCreator Proだった。ブロックだけ容易に取り外しが可能なように中継ターミナルの基板が同様な構成で作られていた。やはりセンサーのワイヤーのはんだ付け性が悪いのかターミナルで取り付けるようになっていた。
私のインプリは中途半端で、センサー側からの信号は圧着してXHを適用したのが違いだが、本来は、本体からのワイヤリングも直して、このような形にすべきだろう。
最近一般化してきた3Dプリンターは、主にホビーで使われているフィラメントを溶融して絞りだしつつ積層していく方式のものだが、期待する外形サイズと実際のそれには、プリンタの設定、スライサーの癖、フィラメントの状態など多様なパラメータがあってある程度の誤差の範囲である意味あきらめるか、自身で経験を積んで設計値と実際の出力結果の傾向を学習して対応することになる。のし
とはいえ、プロ用途ではないものの物理的になにか既存のものと嵌合させたり、3Dプリント出力物でケースを作ったりする場合には蓋と本体の嵌合という問題が出てくる。
3Dプリンター自体はNC加工と同じでステッピングモータを何回転したら1mm進むのかという設定がギア比などから導かれるしGコードのコマンドでもM92などがそれに相当してプリンタ固有値を与えて調整するということになる。それ以外にもフィラメントの送り量についても同様なことが発生して太いマジックで書いたものと同じではみ出るし、それを計算して少し内側に描画というか出力を行うのはスライサーの仕事だ。
ともあれ、自身の使えるプリンター環境で設計値と出力値を比較して学習するためのテストピースを作ってみて確認してみる。
左の3Dデータがそのテストピースでサイコロの目のような穴と、サイズを少しずつ振った長さの異なるでっぱりを持つ凸側の二つで嵌合させた時に何ミリの隙間が出来るかで5段階の幅が判断できるようにして、それぞれ5mm角の穴に対応するものをセンタに一番小さいものを5mm出るようにして、順次1mmずつ短くして少しずつ太くしているということだ。
実物はこちら
この例では、2mmくらい嵌合できない隙間があり、用意した突起のうち、三つがクリアできたということになる。
5mm角穴に対して、この例では突起の設計値は4.0mm 4.25mm 4.5mm 4.75mm 5mmだったので設計値でいうところの4.5から4.75mmの範囲で嵌合する適合点があるようだ。
実際にはこの差分は常に同じと考えて0.5mmくらい内側を小さくすれば出来そうだ。
次の範囲を絞ったピースでは4.5 4.55 4.6 4.65 4.7としたが、4.55の場合にかっちり噛む感覚で閉じたようだ。これは、この印刷環境の事例なので同様なことを使われるツールで作り再現確認していただいて学んでいただくのがよいだろう。
[続報] プリンタ毎に異なるのも当然ですが・・・
黒いテストピースはRobo3Dで出した同一条件、青のテストピースはQIDI Avatar IVでの結果
Robo3D 4.7 0.35程度
QIDI AvatarIV 4.55 0.5程度
組み込みの里でカスタマイズ作成している電子工作用のバイスがリニューアルされて、分解可能な形になりました。材質はABSです。100%充填率で作成していますので強度は確保されています。
幅75mmの基板まではスリットに合わせると固定出来ます。
水平保持した場合に下のスリットの場合で85mmの高さ、上のスリットの場合で97mmほどです。
機体の色は、そのときの事情でフィラメントの在庫によります。これはパンダ色になっていますが、特定できません。
2. ロックスクリューのネジ側の強度を高めました。
3. すべて分解できる構造になりました。
価格 3500円にて頒布いたします。送料別途かかりますが、PCN 秋葉原 by Assemblageさんにも置かせていただきますので現地でご確認ください。
[追記] まだバイスの口を開閉する回転ノブの軸との密着度が不十分で空回りしてしまうことがわかりました。分解可能をあきらめて接着するかどうかを、もう少し見極めます。現在のものは、接着しておきます。
[追記更新] 強度と分解の両立を図るための、技術を一つ見つけましたのでこの方法で出していきたいと思います。従来のモデルはクロス軸を構成していたのですが、このモデルでは角の丸い軸を使っています。強度確保の意味では、こちらが強いのですが、軸に対して力を伝えるということに関しては精度含めて難しいのが3Dプリンターの矛盾となります。
左側の写真が、対策を講じた部品です。