ローコスト3Dプリンターの製作(2) -進捗-

前回の更新から随分間があいてしまいましたがローコスト3Dプリンターの開発はほそぼそと続けています。

ZXモーター

X軸とZ軸が交差する部分のパーツを設計中。できるだけプリントしやすい構造を目指しているのですが、なかなか良い形が思い浮かびません。2〜3個のパーツを組み合わせる形を考えています。

IMGP9812

実は足回りも少しいじってて今はこんな状態。Yシャフトのブッシュホルダは上下から挟み込んで固定する形に、アルミフレームは板状のパーツで連結するようにしています。

同じ時期に開発がはじまったもう一つのローコスト3Dプリンター「ぷろ㌧」。こちらもX軸、Z軸まわりは苦労している様子。いろいろ参考にさせてもらっています。

ぷろ㌧の進捗状況
http://etherpod.org/blog/?p=7660







ローコスト3Dプリンターの製作(1)

デルタ3Dプリンタ、Rostock miniの製作も落ち着いてきたので、3台目の製作を始めることにしました。3台目はできるだけ製作コストを抑えたプリンタを考えています。atomやRostock miniの時のようにベースになる機体がないので、プリントパーツは新規の設計になります。目標は部品代だけで3万円台を狙います。製作コストは抑えたいけどプリントの質は落したくないので、安価な中華部品は避けたいと思います。

IMGP9788

フレームは安価なアルミ押し出し材を利用します。NICの直販サイトなら寸法指定しても安く購入できます。

IMGP9791

Y軸パーツを組み上げてみたところ。まだ検討中の段階ですが構造的にはPrintrbot SimpleSmartrapに似た構造になるのでフレームを構成するパーツを大きく減らすことができます。

IMGP9801

直線運動にはピカピカに磨いたステンレスパイプ(8mm)を採用しようと思います。ピカピCANで磨いたあと激落ち君で汚れをおとすとピカピカになります。ミシンオイルを薄く塗布して滑りを良くしています。1mで500円程度とかなりコストを抑えれますが、パイプの直径が7.9〜8.1mmと変動するのでプリントの質にどれほど影響するのか、試してみないとわかりません。。

IMGP9802

磨いた後(左2本)と磨く前(右1本)で光沢が違うのがわかります。だめだったら同径のリニアシャフトに交換すればいいかな。

IMGP9781

Y軸周りのパーツ。以前、紹介したシワなしPitを使うことで反りなくプリントできるようになりました。長いパーツには反り止め用に円盤形状を付加してプリントしています。アルミフレームのTスロットに挿入するナットは四角ナットの替わりに、六角ナットと回り止めのプラパーツを組み合わせて使います。

IMGP9790

アルミフレームの連結にはプリントしたコーナーブラケットを使用しています。ネジできつく締めると少し隙き間ができてしまいました。角は90度+1度ぐらい傾斜をつけたほうが良さそうです。

参考URL


エヌアイシ・オートテック直販サイト - エヌアイシダイレクト
http://www.nic-direct.jp/index.php

Simple | Product Categories | Printrbot
http://printrbot.com/product-category/3d-printers/simple-2/

Smartrap mini - RepRapWiki
http://reprap.org/wiki/Smartrap_mini

ABSプリント時の反り対策
http://arms22.blog91.fc2.com/blog-entry-544.html



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マグネティックジョイントの製作(3)

IMGP9753

アームの磁石を6x6mm、カーボンパイプを6mmに変更しました。これでプリント中に磁石が外れることもなく剛性も少しUpしました。ただプリント中にオブジェクトが反って、反った部分にノズルが乗り上げる状況が発生するとやっぱりアームが外れてしまいます。。アームが外れないと他の部分が壊れてしまうので致し方なし、、かな。

platform

今回製作したマグネティックジョイントのデータをThingiverseにアップしました。

Magnetic ball joint for Rostock mini
http://www.thingiverse.com/thing:305230

アームと磁石のジョイント部分はOpenScadで記述しています。使用する鋼球・磁石・カーボンパイプのサイズに合わせてカスタマイズ可能です。変数の値を適当に合わせて使ってください。

ball_d = 9;
outer_d = 8.6;
inner_d = 6.3;
height = 25;
offset = 2.2;
$fn = 64;

module joint() {
difference() {
union() {
// poll
cylinder(r=outer_d/2, h=height, center=true);
// helper disc
translate([0, 0, -height/2 + 0.1])
cylinder(r=outer_d*1.1, h=0.2, center=true);
}
cylinder(r=inner_d/2, h=height*2, center=true);
translate([0, 0, height/2+offset]) sphere(r=ball_d/2);
}
}

for(x=[0:2]) for(y=[0:2])
translate([x*(outer_d * 2), y*(outer_d * 2), 0]) joint();


マグネティックジョイントの製作(2)



マグネティックジョイントの調整も完了したのでテストプリントしてみました。マグネティックジョイントへの変更に合わせてタイミングプーリーを36歯から16歯に、ステッピングモーターも200ステップから400ステップに変更しています。

IMGP9738

わりと有名なルークをプリント。スライサーはKISSlicer、レイヤー0.2mm、プリント速度50mm/s、infill33%。

IMGP9748

25x25mmキューブ。KISSlicer、レイヤー0.2mm、プリント速度50mm/s、infillはVASE設定で。

IMGP9740

外径寸法はだいたい25mm。プラジョイントだと2辺の長さが微妙に異なることがあったけど、おおよそ寸法どおりにプリントできるようになりました。

IMGP9744

六角形の外径寸法もおおよそ寸法どおり。プリント中にマグネットがはずれることが1度あったので、磁石を6mmのものに交換する予定。

マグネティックジョイントの製作(1)

デルタプリンターのRostock mini、取りあえず完成して動作しているのだけども、プリント結果に満足できなかったので新しいジョイント機構を試すことにしました。今回試すのはネオジム磁石と精密鋼球を使ったマグネティックジョイントです。海外の製作例を見るととってもファンタスティックな結果に!

Xnaron Printable Magnetic u-joint option for Rostock Max
http://forum.seemecnc.com/viewtopic.php?t=1704

BerryBot3D | Genie’s Blog
http://etherpod.org/blog/?p=7210

IMGP9713

使用するネオジム磁石は5x5mmの円柱型と直径9mmの精密鋼球。ネオジム磁石はamazonで、精密鋼球はMonotaroで購入。

2014/4/9追記
ネオジム磁石は専門のサイトから買った方が良いかも。amazonで売っているものは吸着力が少し弱い(グレードが不明)。ボーデンチューブに引っ張られてアームが外れることがあった。

NeoMag
http://www.neomag.jp/index.html

IMGP9709

前回製作した時と同じようにカーボンパイプを使って6本のアームを製作。カーボンパイプは外径5mm内径3mm。両端には外径8mm内径5mmのプラスティックジョイントに、ネオジム磁石を挿入して接着剤で固定しています。

IMGP9712

プラスティックジョイントのクローズアップ。鋼球との設置面は鋼球を半田ごてで温めてジョイントを少し溶かしすべりを良くしています。

IMGP9715

キャリッジとプラットフォーム。海外の製作例を見るとアームの稼働域を確保する、鋼球を45度傾けて取り付けている。計算では平面にあけた丸穴に鋼球を取り付けても、アームの稼働域は十分確保できるのでこの形を採用した。

IMGP9732

ベルトクランプのクローズアップ。ベルトを爪に引っ掛けるだけだったRostock miniの設計から変更し、ベルトクランプ用パーツをネジ止めすることにしました。リニアベアリングはフランジ付きに変更しネジ止めしています。

IMGP9726

組み上げてみた。いい感じ。

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