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2014年7月6日日曜日

Slic3rで穴のサイズが小さくなる件について考察してみた

この件、色々なところで何度も話題になっている。
オフィシャル?な回答としては3Dモデルが円を円に内接する多角形として表現するため、どうしても円そのものよりも小さくなる、XY軸方向の揺れが積み重なるためという二つが示されているんだけど、mixiでgakuさんが指摘していたように四角い穴を作っても内側サイズが小さくなるので円に内接する多角形ってのがメインの理由じゃないっポイ。

そこで、30mmの四角形に20mmの四角い穴があいてるデータを用意。これを
Perimeters = 1
Solid layers, TOP = 0
infill = 0%
Extrusion width = 0.4mm
それ以外はいつも通りでG-codeを出力した。生成されたG-codeを見ると外側の四角形の一辺の長さが29.6mm、うちがわの四角形の一辺の長さが20.4mmになっている。ホットエンドが動いた軌道の両側に0.2mmずつプラスチックが出ればピッタリのはず。

2014年1月13日月曜日

MendelMaxで2色刷り(その3)溶かして除去できるサポート素材(HIPS)を使用して3Dプリント

前回、デュアルエクストルーダーが完成したことを報告しましたが、以前から試してみたかったのが溶解、除去できるサポート材。PLAにはPVA(ポリビニルアルコール)、ABSにはHIPS(耐衝撃ポリスチレン)が使えると言われています。
今回は比較的安価なHIPSが入手できたので、ABSとHIPSの組み合わせを試してみることにしました。HIPSはリモレンという柑橘類から取れる溶剤によく溶けます。ABSはリモネンに溶けないのでHIPSだけが残るって仕組みです。リモネンがポリスチレンを溶かす仕組みは検索してください。大事なことはアセトンなどの有機溶媒とは違う仕組みなので代用が効かないってことです。リモネンを安く売ってるところを探したのですが、なかなか見つかりません。結局HIPSよりも大分高くなりました。

さて、今回のテストに使うデータですが、溶解除去可能なサポートのテストの定番として、ThingiverseからHilbert Cubeを借りてきました。サポート構造のデータも用意されていますが、今回はSlic3rの自動生成サポートでも大丈夫か知りたかったので敢えて使用しません。早速ですがABS(青)、HIPS(白)で出力しました。

サポート材が白なのでもう一方のノズルが引っかかった後が目立ちますね~。ノズル交換時のリトラクション設定が甘いんだと思いますが、まだ解決してません。

リモネンは無色透明の液体ですが、柑橘類の匂いの成分らしく、柑橘類の皮の匂いを濃縮した感じです。密閉できる容器じゃないと家中が柑橘類の香りで満たされます。ちょうどいいサイズの入れ物がありました。鮭フレーク…

出力したものが完全に沈む量のリモネン(50~100ccくらい)に漬け込みます。待つこと数時間。(時々瓶を揺らしたり、溶けかけたサポート材を剥がしちゃったりしました)


2014年1月5日日曜日

MendelMaxで2色刷り(その2)

前回は今一つパッとしなかった2色刷りですが、その後さらに色々と試した結果、Bowdenタイプの調整をするよりデュアルエクストルーダーを作っちゃった方が早そうという結論に達しました。参考にしたのはThingiverseに公開されているJim's Flying Motor Mount Dual Extruderで、これに普段使用しているMiniExtruderを組み合わせることにしました。MiniExtruderは専用のホブドボルトが必要になるのですが軸部の直径が3mmで軸受けのベアリングが小さく、軽くできるためデュアル構成に適していると思います。完成したエクストルーダーがこちら。

2013年12月21日土曜日

Nexus5のバンパーケースを3Dプリントしてみた

以前からずっとやりたかったことの一つ、「実用品を3Dプリンタで作成する」。今まではNexus7のスタンドとか正直微妙でしたが、今回は一味違います。
ThingiverseにかなりいいデザインのNexus5バンパーケースが公開されていたので実際に作ってみました。
最近頑張ってキャリブレーションしてたんでほぼ完璧な仕上がり。縦方向がほんのちょっと(0.2ミリくらい)緩いですが、それ以外に問題点は見つかりません。

今はまだ他の人の作ったデータを形にするだけですが、いつかはデータから自作したいですね。

MendelMaxで2色刷り

多くの低価格3Dプリンタは1種類のプラスチックを吐出して造形するわけですが、ある程度お高い機種になると複数のプラスチックを同時に吐出せます。これにより2色以上のプラスチックを使って物を作れたり、異なる素材のサポートなんかを使えるようになるわけです。これを実現するにはヘッドやエクストルーダーが複数必要になるので重くなります。デルタだとちょっと厳しいかなーということでMendelMaxの方を改造してみました。
実際に試してみるまでは二つのノズルの高さをあわせるとか、位置関係をしっかりキャリブレーションすればいいんだろうと思ってましたが、全然違いました全然違いました。大事なことなので2度言います。

2013年10月26日土曜日

ホブドボルト(Hobbed bolt)を自作してみた(その2)

先ほどの記事でホブドボルトを自作した件について書きましたが、ホブ部直径が6.5ミリだと、今ある状態がいいものよりも劣った結果にしかならないのではないかと考え、もう一本作っちゃいました。2本目は感覚もつかめているので早いし、綺麗に仕上がりました。ホブ部直径は6.1ミリです。これ以上削っちゃうとエクストルーダー本体を作り直さないとフィラメントがちゃんと引っかからないのではないかと考えたのでこの太さに仕上げました。さて、結果ですが…

ホブドボルト(Hobbed bolt)を自作してみた

ホブドボルトはPrintrbotについてきたものととある個人業者(Ja**caという業者)から入手したものの2つ持っています。どちらも普通に使う分には使えるのですが、3mm ABSを0.4mmノズルで印刷するときに最大印刷速度が違っています。Printrbotのほうはレイヤー0.2mmだと40mm/sを超えるとフィラメント吐出が追いつきません。J*pi**の方は60mm/sにもギリギリ耐える感じ)。エクストルーダー本体は完全に同じなのでホブドボルトに違いがあるのではないかと考えました。

色々と比較した結果、大きな違いは2点。ホブ部分の直径がPrintbot製は6.8ミリ、J*****の方は6.3ミリです。また、PrintrbotはおそらくM4のタップを使用しているのに対し、J*****の方はインチネジのタップを使っているようでピッチが広いです。
このホブ部分の直径がモーターのトルクと関係してくるのではないかという仮説を立ててみました。市販のホブドボルトはホブ部直径が書いてあるものがあまりなく、検証がしづらいので自作してみることにしました。
材料のM8六角ボルトの半ねじのものは50mmが入手できず60mm、しかもステンレス製しか見つかりませんでした。仕方がないのでこちらを使うことに。全ねじのものなら結構ありますが、Reprapのwikiによるとネジ部にホブを切るとフィラメントに元からあったねじによる力が加わってねじれるそうです。半ねじのねじではない部分を使いましょう。

ホブの作成はHobbing Thing Improvedを使うことにしました。ベアリングは手元に625がなく624しかなかったのですが、ソースファイルに624用の設定が付いていたのでこちらを使用。ところが、624にはM4タップが入らない!!!作業を始める前に確認すべきでした。M4タップが直径4mmだからピッタリ入ると思い込んでましたが微妙に入りません。タップもベアリングも傷つけたくないので断念。

次にこちらの動画を発見。かなり荒っぽいですが、これなら608ベアリング二つでいけます。608は山のように余っています。グラインダーがないのでボール盤に咥えたボルトに丸棒やすりで溝を削り、最後にM4タップでホブを切りました。ボルトがタップの回転の力で持って行かれそうになりましたが、頑張って支えました。

完成したのがこちら。

上からprintrbot、J*****、自作になります。自作の物はボブ部直径が6.5mmと元からあった2つの中間に仕上がりました。これから印刷テストです。


2013年10月20日日曜日

Bowdenタイプのエクストルーダー設定(その2)

色々と試行錯誤の結果、この間の条件は3mm ABSには使えないことが分かった。

変更点だけ赤字で示す。

Printer Settingsタブ、Extruderの項目
Retraction
Length: 2 mm (Bowdenは長めとのことだが前回の5mmは長すぎた)
Speed: 10 mm/s (樹脂の送り出しの抵抗が高いのでゆっくりじゃないと耐えられない)
Extra length before restart: 0 mm(遅くしたので必要なくなった?)
Minimum travel after retraction: 2 mm (デフォルト、小さすぎるとリトラクションしまくる)
Retract on layer change: off (リトラクションが綺麗に出来てるならonでいいのか?)
Wipe before retract: on (新機能、bowden用に作ったらしいのでonにするのが吉)

Layers and perimetersの項目
Avoid crossing perimeters: on (Retract on layer changeをoffにしてないと有難味が薄れた)

Print Settingsタブ、infillの項目
Only retract when crossing perimeters: on (Avoid crossing perimetersをonにしてないと糸引き沢山)

どうやらABSがPLAよりも固く、吐出に必要な力が強いこと、吐出される樹脂の速度も遅いことが関係しているようで、ノズル径を大きく、温度を高めに設定すると成功率が上がる。現在250℃、樹脂の色がやや変色する、PEEKの耐熱温度を微妙に超えている等々、あまり人様に推奨できる条件ではないのだが、reprapで有名な某氏もJ-Headでこの温度で問題ないと言っているのでしばらくこの温度で行く。

2013年10月13日日曜日

Bowdenタイプのエクストルーダー設定

Mendelmaxがほぼ完成してから次の3Dプリンタを作ろうと色々と画策してきましたがうまくいっていません。ハードウェア的な設計が不十分だったり、Mendelmaxよりも剛性が低いせいで遅かったり・・・。それ以外にも実は共通点があって、それがBowdenタイプのエクストルーダーです。

Bowdenにするとエクストルーダーをキャリッジ以外に固定できるので軽くなり、印刷の高速化には必須です。またdeltaタイプのプリンタでは重いキャリッジは無理っぽいのでほぼ必須。
ただ、欠点もあってフィラメントが細くて長い管の中を通ってからエクストルーダーに入るのですがその分コントロールが難しい。具体的にはリトラクションの設定が今までとはちょっと違う。

普通のエクストルーダーのSlic3r設定(詳細はSlic3rのマニュアル参照)
Printer Settingsタブ、Extruderの項目
Retraction
Length: 0.5 mm (エクストルーダー、ノズルで異なるらしい)
Speed: 30 mm/s (デフォルト)
Extra length before restart: 0 mm(デフォルト、小さい方がいい)
Minimum travel after retraction: 2 mm (デフォルト、小さすぎるとリトラクションしまくる)
Retract on layer change: on (デフォルト、マニュアルでonを推奨
Wipe before retract: off (デフォルト)

Layers and perimetersの項目
Avoid crossing perimeters: off (onにするとGコード生成、印刷が遅くなる)

Print Settingsタブ、infillの項目
Only retract when crossing perimeters: off (onにすると回数が減るが糸引き増える)

Bowdenタイプの場合(Slic3rのTips頁参照)
Printer Settingsタブ、Extruderの項目
Retraction
Length: 5 mm (Bowdenは長め)
Speed: 30 mm/s (デフォルト)
Extra length before restart: 0.5 mm(0だとフィラメント送り不良だった)
Minimum travel after retraction: 2 mm (デフォルト、小さすぎるとリトラクションしまくる)
Retract on layer change: off (リトラクションが綺麗に出来てるならonでいいのか?)
Wipe before retract: on (新機能、bowden用に作ったらしいのでonにするのが吉)

Layers and perimetersの項目
Avoid crossing perimeters: on (Retract on layer changeをoffにしてないと有難味が薄れた)

Print Settingsタブ、infillの項目
Only retract when crossing perimeters: on (Avoid crossing perimetersをonにしてないと糸引き沢山)

一個一個のオプションだけ見てると意味が良くわからなかったが、組み合わせると意外と有効な気がする。今までのエクストルーダー設定もこっちに変えた方がいいかも。

2013年10月12日土曜日

Mendelmaxキャリブレーションのメモ

これまでそこそこの印刷品質(レイヤー厚0.2mm)で妥協してましたが、もう少し向上させたくなり、キャリブレーション見直し中。

X,Y,Z軸の直交:非常に調整しにくい構造をしている。今後の課題。

ベッド水平:ベッドの端から端までの高さの違いが印刷する厚さよりも小さくなるように調整する。ダイヤルゲージがあった方がいい。アルミ板、PCBベッドは凹凸が意外と大きいのでガラス板推奨。固定法によっては強く固定しすぎてガラスが歪んでいることがあるので注意。

X, Y steps/mm:モーター1回転あたりのステップ数、ベルトピッチ、プーリーの歯数から計算される値そのままにする。これで大幅にずれるならねじやベルトの緩みをチェック。

Z steps/mm:モーター1回転あたりのステップ数、ねじのピッチから計算される値そのままにする。これで大幅にずれるならねじとモーターの接続をチェック
X,Y,Zモータードライバの最大電流が低すぎると正しく動かない。高くしすぎると発熱しすぎるので低目から試す。定格ピッタリは意外と熱い。

E steps/mm:モーター1回転あたりのステップ数、ボルトとフィラメントの接する部分の径、ギヤ比から計算可能だがボルトとフィラメントの接触部分の太さは正確には測れない。実際に送りだされるフィラメントの長さを測定して補正。

フィラメント太さ:デジタルノギスで測定。小数点以下1桁でいい。フィラメントの断面が楕円になっていることが多いので長軸、短軸測定して平均する。

extrusion multiplier:Slic3rのみ。フィラメント太さでは微調整の計算が大変なのでこちらで微調整。実際に印刷されるプラスチックの量で調整する。ロの字型の物を印刷し、外側と内側の大きさが指定したサイズになってるかで調整可能。内側が指定サイズよりも小さい時はこの値を1よりも小さくする。

Z軸ホームポジション:エクストルーダー、ベッドを実際に使用する温度に暖めてから調整。エクストルーダーとベッドの間に紙を挟み、0.2mmの高さにしたら引き抜けるように調整。実際に印刷してフィラメントがベッドにしっかりつくが押しつぶれ過ぎない高さに微調整する。

これでABSでレイヤー厚0.1mm, PLAなら0.05mmはOK。

2013年3月31日日曜日

Bowdenタイプのエクストルーダー(その1:パーツ集め)

以前から試してみたいと思っていたことの一つに2色同時印刷があります。これを実現するには最低でも二つのエクストルーダー&ノズルが必要になります。一つのエクストルーダーにはステッピングモーターが一つついているので、全部で相当の重さ&サイズになり、現実的ではありません。
ということでBowdenタイプのエクストルーダーを作成することに。

まずは材料集めから。
RepRapWikiのBowdenのページをみるとBowden化に必要なPTFEチューブとPneumatic fittingの主な入手先が紹介されています。当然、すべて海外です。でも他のパーツと違って、既存の何かの為のパーツを流用しているだけなので、日本国内でも買えるはずと思って調べたところ…、普通に売ってました。

PTFEチューブ
そのままの名前であったりテフロンチューブ、PFAチューブ、四弗化パイプなどの名前で売られています。PFAとPTFEは若干違うものですが、Bowdenケーブルとして使うなら問題ないと思います(耐熱、低摩擦)。問題はサイズで、1.75mmのフィラメントに使う内径2ミリ、外径4ミリのものは安く、どこでも売ってるようですが、3ミリのフィラメントに使う内径3.1ミリ、外径6.35ミリ、のものはインチサイズの為、あまり売ってない&高いです。一部の人は内径4ミリ、外径6ミリのものを使用しているそうです。ネットでミリサイズを注文、念のためインチサイズも注文しましたが、在庫がなくしばらくかかりそうです。ミリサイズの方は即納で1メートル当たり数百円です。他にも買うものがあるなら別ですが、輸入の必要はないと思います。

Pneumatic fitting
日本語での商品名が不明だったので、まずはそこから。Wikiであげられているもののうち、Amazon.comの商品が型番まで明記してあります。検索したところ、SMCのこの型番の物は日本で売っている様です。「ワンタッチ継手」というらしい。この型番は外径6ミリのチューブ用でねじ部分がM5という規格。3ミリフィラメント用ですね。1.75ミリフィラメントは外径4ミリ用だと思います。

日本語の商品名がわかったところで近所のホームセンターでも探してみたところ、空圧部品のコーナーにも置いてありました。私はケチって安物を買ったところ、ネジ側の貫通穴が直径2ミリしかなく、ドリルで広げる羽目になったので、通販でSMCの物を買った方がいいのかもしれません。

外径6ミリ用にはR1/8というネジ径の物もあり、Wikiでも紹介されています。ネジ部がR1/8になっているものはM5よりも太く、貫通穴も大きいです。こちらも近所のホームセンターで売ってました。Thingiverseで紹介されているパーツを使いたい場合は、どの継手を使うのか注意が必要そうです。また、近所で購入したR1/8はThingiverseで公開されているパーツの穴にははまりません(穴の方が小さい)でした。R1/8にはテーパーとストレートがあるようで、私が購入したのはテーパーネジのものだったからなのかもしれませんが、データをちょっといじって穴径を大きくする必要がありました。

2013年3月8日金曜日

冷却の重要性

まだまだ試行錯誤の連続ですが、冷却の重要性について面白いことがあったので投稿してみます。

エクストルーダーのギヤです。左右を比べると左のパーツの左側が変形しているのがわかります。冷却ファンの風が右半分にしかあたっていなかったのが原因です。一方、右側のパーツは変形がほとんどありません。
実はこれ、まったく同じGコードを使用しています。左のパーツを印刷後、冷却ファンの位置を2センチほどずらして印刷したのが右側です。これまでうまく印刷できない時はSlic3rの設定ばかりを疑ってきましたが、こんな些細なことでこうも変わるものなんですね。

ギヤ部分はうまく印刷できるようになりましたが、モーターの軸とギヤを固定するための留めネジの穴がSlic3rでうまく処理できてないのは今後の課題ということで…

2013年3月3日日曜日

RAMPS 1.4を買いました

Printrboardを壊してしまったので新しいコントローラーを買わなくてはいけません。これまでの教訓から壊れた部分だけを交換しやすい物がいいと考え、RAMPSにすることにしました。オールインワンのPrintrboardに比べ、若干嵩張る&値が張りますが、今回のように壊してしまった場合、ステッピングモーターのコントローラーが一つずつ別基盤だったりArduinoとシールドにわかれていたりと出費が少なくて済むはず…

2013年2月26日火曜日

J-Head補修パーツが届きました。

J-Headノズルホルダを壊してしまってすぐに注文した補修部品が届きました。今回はhotends.comから注文しました。補修に必要なノズルホルダ単品で売っているところは選択肢がほとんどありません。こちらが元祖のようなので信頼できる&余所より安いという点もポイントが高いと思います。

ノズルホルダだけ注文はあまりにも悲しいので予備用に完成品を注文することにしました。ところが
完成品がOut of Stockとなっていたので、個別のパーツを注文しました。個別パーツを全部そろえると完成品ができてしまうあたり、単に注文したら組み立ててくれるのかもしれません。

2013年2月22日金曜日

Printrboardも破損

昨日、J-Headのノズルホルダに穴が開いたことを投稿しましたが、今日予備のホットエンドで印刷しようと思ったらホットエンドとベッドの温度が上がりません。どうやらPrintrboardのFET周辺も破損してしまったようです。

2013年2月20日水曜日

J-Head 破損

何やら印刷中にホットエンドの温度が急に下がるなあと思ったら、ノズルホルダに穴が開いてそこから融けたABSが洩れてました。写真中央の黄色い点は洩れた黄色のABSです。穴の直径で1.5ミリくらいでしょうか。この部分だけで20ドルくらいで売ってるようですが、届くのにどれくらいかかるかなぁ。

2013年1月21日月曜日

Mendelmaxパーツ印刷中(その1)

引き続き、Mendelmaxのパーツを印刷中です。

パーツが印刷中にベッドからはがれてしまう対策ですが、あれからSlic3rの設定を見直しベッドの温度を上げる&Brimの設定を周囲5mmにしたところ、大きく改善されました。

左がBrimなし。写真ではわかりにくいですが、一番下の層の左右両端が歪んで0.2mmほど浮いてます。印刷中も何時剥がれるのか気になって仕方がありませんでした。
右がBrimあり。歪みは見えず、印刷中も安心してみてられます。これなら複数パーツの同時印刷にも耐えられるかも。

ひとつだけ気になる点があります。両パーツともに真ん中右端付近に亀裂が入ってしまっています。印刷直後はなかったので、これもパーツが冷えて縮んだときに出来た物だと思います。

現在のホットエンド温度230℃, ヒートベッド温度85℃。冷却ファンは使用していません(手元のファンが8cmのみなのでマウントから設計しないといけないのでサボってます)。冷却ファンってABSでも効果があるんでしょうか?

2013年1月20日日曜日

Mendelmax作成しはじめました

Mendelmax 1.5の作成を始めました。準備段階からRepRap DIY 3DPrinter 備忘録を大いに参考にさせていただいています。主なパーツの購入先まで公開していただいているのでものすごく助かります。

フレームやシャフトは購入して切断やネジ穴加工が若干必要ですが、ある程度ちょうどいいサイズの物が購入できます。ただ、個人としての購入に対応してくれる会社が限られているので若干割高だったり、ピッタリジャストサイズの材料は購入できなかったりします。当面の課題はリニアシャフト500mmをジャストサイズ420mmに切断するには手元の工具では厳しそうということでしょうか。
ベアリング等も購入する必要がありますが、こちらは加工の必要なし。

フレームやシャフト以外のほとんどの部品は3Dプリンタで印刷ができます。こちらも$100前後で購入が可能なのですが、自分でパーツを印刷して複製が作成できるのがreprapのウリなのでここはやはり自力で作成したいと思います。

2013年1月7日月曜日

Mendelmax制作準備開始

突然ですが、今年最初の目標はlayer height 0.1mmで色々作成することとしたいと思います。前回、Printrbot PLUSについてあれこれ愚痴りましたが、0.1mmでまっとうに印刷するのはかなりしんどそうです。情報が充実していて実績もたくさんあるMendelmaxを1台作っちゃった方が早いんじゃないかということでお勉強開始。

2012年12月27日にMendelmax 2.0がアナウンスされてますが、レーザーカットした金属パーツメイン、リニアガイドをXY軸に使用とこれまでに比べてお高くなりそうです。Y軸に関してはこれまでより安い(cheaper)って言ってますが、リニアシャフト2本+リニアブッシュ4個って相当安いと思うんですが、これより安くなるんでしょうか?レーザーカットだけじゃなくてPrintableパーツバージョンも出るらしいですからそれを楽しみにしたいところです。2月ごろにβ版?

次はRepRap DIY 3DPrinter 備忘録。私がMendelmaxを作る気になったのはこちらのKatsuさんが詳細な情報を公開されていたからです。制作に必要な部品の購入先まで詳しく書いてくださっています。もちろん、制作後の情報もばっちりです。

Mendelmaxは1.0と1.5の2バージョンがあり、各ショップがそれぞれにマイナーチェンジした1.5+等があるのですが、ここは基本的には1.5を制作するという方針で行きたいと思います。