CNCの自作(2)

xyテーブルテスト
xyテーブルテスト

秋月からモーターが届いたので早速xytableのテスト。本当はモーターと駆動軸との接続はフレキシブルカプラーを使うべきだが、無いので固定のカプラーを3dプリントしたが、モーター軸と駆動軸の芯ずれが気になる。駆動軸が4.5mmと中途半端な太さなので、これはつくるしか無さそう。4-5mmを入手して4mmをドリルで拡げるか?

 

CNC

CNCの自作(1)

ThingiverseからBubblegumCNCのSTL_DATAをDownloadし、ずーっと以前にYahooオークションで安価で落札したProxxonのXYテーブルに付けてみた。

CNC
CNC

GRBLController+Arduino(GRBL)+Driverでうごかしてみたが・・・秋月の1000円のST-42BYG020(NEMA17)のバイポーラ接続ではトルクが足りないようで、うまく回っているところもあるが、途中でグッグと大きな音を立ててブレーキがかかってしまう。ドライバー(TB6560)の電流を上限まで上げても回転音が大きくなるだけで改善しない。

秋月のページでトルクデータをよく見てみると、ST-42BYG020は静止トルク:1.6kgfcmでONOSOKKIのトルク変換ページを使うと0.157Nmと、ギアつき700円の17PM-K044-AKZは0.27Nmなのでずいぶん小さい。今までこちらのほうがトルクが大きいだろうと信じ込んでいたが、逆だった。3dプリンターをこれで作っていたら失敗していたかもしれない。ギアつきのステッピングモータに変えるか、さらにトルクのあるST-42BYH1004(これは少し値段が高いし、大きい)に変える必要がある。

*その後、3dプリンタのExtruder用のステッピングモーターをはずして、このCNCに接続してみたら一軸だけだがちゃんと動いた。やはり上記推測は正しかったようだ。早速、秋月に注文しなきゃ。ただしZ軸もこれで良いのか?重いスピンドルモーターを上下させる必要があるが。ちょっと心配。ただ、まだその上下機構をどうするか?考え中。

交換した3DプリンタのExtruder用のステッピングモーターはこのST-42BYG020でも充分に機能した。試しに先のボルトナットをプリントしてみたが、なぜか少し音が変わったがフィラメントの送りはまったく問題なくかった。

 

 

3DPRINTERの自作(17)

3Dプリンターが動作するようになって、毎日、数時間プリントアウトしているが、y軸ベルトの緩みが少し気になってきたので、テンションスプリングを作ってみた。小径ばねは買えばそれほど高額のものではないが、作れるものは自分で作るが、モットー?なので、ピアノ線で作ってみた。

テンションスプリング
テンションスプリング

形状はeBAYの写真を見ながら同じ形状になるように整形してから、”焼きなまし”でばねに。ベルトへのはめ込みはちょっと頭の体操状態だったが・・・。一応満足のいくテンションになったようだ。

壊れていたX軸関連のプラスティックパーツ類をプリントアウトした。今回の設定は層0.2mm、Support:Everywhere
infill:40%でSlicerはCuraEngine。(なぜかSlic3でSliceすると非常に汚かった)。このSupport:Everywhereの設定はSupport材が取れなくなる可能性があり非常に心配だったが、Supportの設定を非常にゆるくしたので回避できたようだ)。

X軸Parts
X軸Parts

x軸motor、x軸end、およびcarrageを作り直した。なかなか良いできだが、やはり内径は小さいので、ドリルが必要。

HeatedBedはカプトンテープを貼って、さらにスティックのりを塗っているが、強力に接着し終了後剥がすのに非常に苦労する。金属のスパーテル等だとカプトンテープだけじゃなく、下層のHeatedBedまで傷つきそう。もう少し弱いスティックのりを探そう。

3DPRINTERの自作(16)

3Dプリンタが印刷しているところを見るのが面白くて、いろんなものを印刷しているが、問題は大きいものを印刷すると非常に時間がかかり、その間フィラメントの送りに気をつけなければいけないこと。フィラメントは500gや1kg単位でリールにまかれて販売されており、これをExtruderにストレスなく安定的に供給しなけければならないが、ThingVerseにはいろんな作品が紹介されていて、自分も作ってみようかと、ある作品を参考に作り出したが、その打ち出しに2時間かかる。そのときに考えたのがこれ。

フィラメントホルダー
フィラメントホルダー

粘着ローラー(いろんな商品名があるが)のハンドル部分がちょうど、リールの穴にぴったりなので、柄の部分を万力に挟んで椅子の背に固定したら、すばらしい。
今、据え置き型のベアリングタイプの台を印刷しているが、必要ないかもしれない。

蛍光PLA
蛍光PLA

フィラメントは蛍光だと言うが、確かに鮮やかな黄緑だ。たまたま非常に安かったので、Amazonで購入。w

3DPRINTERの自作(15)


自作木製3DPrinterがやっと立体を打ち出し始めた。本体はまだ全完成とはいっていないが、3D立体の製作には支障がない。目標とするExtruderではなくフィラメントを送る機構が、ばねを使わず、ただギアとベアリングの間隔を狭くして挟み込むだけのものだが、ちゃんと送り出している。
HeatedBedは出来ているが、一応PLAでテスト。
上のYoutubeの動画でコンコン音がしているのは、Extruderのフィラメントの送りが早すぎて、詰まっているので滑っているようだ。フィラメントの送り速度はまだ、検討が必要。動画中のPrinterのXendの右側についているのはつり用の錘だが、atomはx軸の左右のバランスが悪く、左のステッパーモータの重さ分の錘(約300g)でバランスを取っている。

PCにReptierHostインストール、条件を試行錯誤しながらプリントしてみたが、最初の2日間はくずばかり出来て、自作の難しさを痛感したが、なぜうまくいかないのかじっくり検証してみたら、なんとy軸のモータプリーのネジがちゃんと締まっていないことを発見。
きちんと締めたら、ばっちり!うまくいった。テストピースを2cmの立方体や直径2cmの球を無料のDesigneSparkでつくり、stlでReptierHostに流してPrintOutしてみると、ちゃんと2cmで印刷できた。

ところが、この3Dプリンターの原型であるatomのパーツを打ち出してみると、かなり小さく印刷される。PLAのメーカ差なのか、今使っているPLA(eBAYで購入した中国製)は縮小傾向が非常に大きい。そこで今回は拡大率1.02で印刷してみたが、まだ小さいようだ。1.04から1.05でもいいかも。

PrintOut
PrintOut

 

0.2mm
0.2mm

今回使ったPLAはもっともよく使われているABSより低温度でいいとされているが、今回使ったPLAは190℃から220℃と記載されていた。実際PLAのDefaultの使用温度185℃では、Headノズルの先からとぐろを巻いて出てしまい、うまく印刷できなかった。PLAとはWikiによるとPolyLacticAcid樹脂で原料はとうもろこし等の植物由来で、生分解プラスティックの一種らしい。DL体が存在し、どちらか一方が普通で、熱には弱い。確かに薄い造形物はストーブの前に置いただけで変性するので、モータのブラケットなどは無理だろう。Heated Bedがいらないし、出来上がりは非常に硬度があるので、使いやすい。

0.3mm
0.3mm

さすが0.2mmは非常に美しい。

今、トータルの作成コストを計算しているが、不良品を買ってしまったり、無駄な買い物もあったが、約3.5万円くらいかな?日本製のatomは10万円以上するので、まずまずの結果かな?でも全部そろっている中国製のキット(3万から5万円程度)を買ったほうがずーっと楽だったと思う。やはり一から自作と言うのは時間がかかり過ぎだし、労力を考えるとペイしないと思う。しかし、得る物は大きかった。3dプリンタがピュンピュン音を出しながら、いろんな造形物を出力していると、こんなすごいものを作り出した人を本当に尊敬する。インフィルの設定を大きくしたり、解像度を上げると、ひとつの作品を出力するのに数時間かかるが、それでも健気に打ち出している3Dプリンタはやっぱりすごいです。