- 3Dプリンター個人向け@電気・電子板 その41
94 ：969[sage]：2018/01/14(日) 22:45:30.63 ID:5vniWgCB - >>48
フレキシブルカプラーは一個も使ってない。全部リジッド。
フレーム剛性を上げ、組み立て精度を上げ、位置の誤差を10um以下に抑えられれば、フレキシブルカプラー等は全て不要になる。
ちなみに私のプリンターにはテーブルの傾き調整機能や高さ調整機能もない。X軸フレームに直接エポキシで固定してる。
そのように設計し、そのように組み立て、何の調整もなしにノズルとテーブルの距離はXY軸方向の全ての位置で+-10umに入ってる。
これは、おそらく機械の寿命が来るまで変わらない。
「調整機構がある」ということは、逆に「調整しなければ狂ってる」、「調整してもプリント中に狂うかもしれない」ということを意味していて、
実際、フレームの共振やノズルがワークに引っかかる等の原因でプリント中に狂うことがよくある。
調整機構をなくせばそういうことは起こり得なくなるのだが、誰もその方向で設計しようとしない。
ボールネジはネジ側をスラストベアリングで固定するのが基本。
だからモーターとの連結はフレキシブルカプラーで問題ない。
ただし、ボールネジは初めから長さや固定方法が決められていて、追加工が難しい（転動面は焼きが入っている）。
つまり3Dプリンターの設計の自由度が大きく制限される。
また、高価だということもあり最初から考えなかった。
私が使っているのは一本100円の中国製で、これでもベルトより一桁上の精度が出る。
中国製の台形ネジは精度が悪いが、使ってみたらこっちの方がよかった。
まず、日本製の台形ネジは精度が高すぎて動きが固い。
普通はそれでいいのだが、小さなモーターで高速に回すのは辛い。
また、転造ネジがうねっているので、ナットがうねる。
切削ネジにすればうねりは無くなるが、その部品を買った頃直径8mmの日本製切削ネジは見つからなかった。
また、切削ネジだとかなり高価になる。
その点中国製は、一本100円でも切削ネジでうねりがない。転造機より旋盤の方が安いからなんだろうな。
ナットのガタはちょう度3のグリスで抑えている。
上に書いた3200mm/minというのは、ちょう度3のグリスでの値。
グリスを柔らかくすると、抵抗が減って速く動くようになるが、ガタが増える。
逆に固くすると、ガタは減るが、遅くなる。
ここら辺は設計で詰め切れないので、試作や実験の過程で決定する。技術力の差が出る部分。
グリス使うと毎月メンテナンスが必要になるが、タイミングベルトに戻ろうと思うほどではない。
X軸のネジはカプラーのネジ2本、Y軸はカバーとカプラーのネジ6本抜けば外れるようになっている。
整備性もネジの方が圧倒的にいい。
ちなみに、左右のZネジのリンクにはタイミンベルトを使っている。Zモーターは当然一個。
Zモーターが二個あるプリンターもよく見るが（なにしろコントローラ基板にZモーター用の出力が二個ある）、
理解に苦しむ。出力的にもトルク的にも必要ないし、リンクすれば一個は不要になる。
Z軸の左右リンクがないプリンターはその時点で論外。
ナットはP10のOリング2個で挟んでフレームに固定しているが、
うねり等がほとんどないので、直結でよかったかもしれない。
|
- 3Dプリンター個人向け@電気・電子板 その41
95 ：969[sage]：2018/01/14(日) 22:45:58.72 ID:5vniWgCB - >>48
フレキシブルカプラーは一個も使ってない。全部リジッド。
フレーム剛性を上げ、組み立て精度を上げ、位置の誤差を10um以下に抑えられれば、フレキシブルカプラー等は全て不要になる。
ちなみに私のプリンターにはテーブルの傾き調整機能や高さ調整機能もない。X軸フレームに直接エポキシで固定してる。
そのように設計し、そのように組み立て、何の調整もなしにノズルとテーブルの距離はXY軸方向の全ての位置で+-10umに入ってる。
これは、おそらく機械の寿命が来るまで変わらない。
「調整機構がある」ということは、逆に「調整しなければ狂ってる」、「調整してもプリント中に狂うかもしれない」ということを意味していて、
実際、フレームの共振やノズルがワークに引っかかる等の原因でプリント中に狂うことがよくある。
調整機構をなくせばそういうことは起こり得なくなるのだが、誰もその方向で設計しようとしない。
ボールネジはネジ側をスラストベアリングで固定するのが基本。
だからモーターとの連結はフレキシブルカプラーで問題ない。
ただし、ボールネジは初めから長さや固定方法が決められていて、追加工が難しい（転動面は焼きが入っている）。
つまり3Dプリンターの設計の自由度が大きく制限される。
また、高価だということもあり最初から考えなかった。
私が使っているのは一本100円の中国製で、これでもベルトより一桁上の精度が出る。
中国製の台形ネジは精度が悪いが、使ってみたらこっちの方がよかった。
まず、日本製の台形ネジは精度が高すぎて動きが固い。
普通はそれでいいのだが、小さなモーターで高速に回すのは辛い。
また、転造ネジがうねっているので、ナットがうねる。
切削ネジにすればうねりは無くなるが、その部品を買った頃直径8mmの日本製切削ネジは見つからなかった。
また、切削ネジだとかなり高価になる。
その点中国製は、一本100円でも切削ネジでうねりがない。転造機より旋盤の方が安いからなんだろうな。
ナットのガタはちょう度3のグリスで抑えている。
上に書いた3200mm/minというのは、ちょう度3のグリスでの値。
グリスを柔らかくすると、抵抗が減って速く動くようになるが、ガタが増える。
逆に固くすると、ガタは減るが、遅くなる。
ここら辺は設計で詰め切れないので、試作や実験の過程で決定する。技術力の差が出る部分。
グリス使うと毎月メンテナンスが必要になるが、タイミングベルトに戻ろうと思うほどではない。
X軸のネジはカプラーのネジ2本、Y軸はカバーとカプラーのネジ6本抜けば外れるようになっている。
整備性もネジの方が圧倒的にいい。
ちなみに、左右のZネジのリンクにはタイミンベルトを使っている。Zモーターは当然一個。
Zモーターが二個あるプリンターもよく見るが（なにしろコントローラ基板にZモーター用の出力が二個ある）、
理解に苦しむ。出力的にもトルク的にも必要ないし、リンクすれば一個は不要になる。
Z軸の左右リンクがないプリンターはその時点で論外。
ナットはP10のOリング2個で挟んでフレームに固定しているが、
うねり等がほとんどないので、直結でよかったかもしれない。
|
- 3Dプリンター個人向け@電気・電子板 その41
96 ：969[sage]：2018/01/14(日) 22:46:20.33 ID:5vniWgCB - >>32
ネジ送りだと、タイミングベルトに比べてモーター一回転で1/3〜1/4しか動かない。
まあ、モーター大きくして3〜4倍速く回せばいいだけの話だが、実際はフィラメントの送りの方が間に合わないので、
普通の（というよりは小さな）モーターで回してる。
具体的には、モーターは「35mm角、長さ28mm、0.5A」で、送りネジは「直径8mm送り8mm」のを使ってる。
これでXY軸の送り速度は3200mm/min（53.3mm/sec）まで出る。
しかし、CFR PETGを安定してプリントできるのは、0.2mmノズルで1600mm/min、0.4mmノズルでも2400mm/minぐらいなので、
3200mm/minあれば十分。
木質とか金属フィラメントだともっと遅くなる。
ネジはバックラッシュなしで、コンパクトで、静かで、設計が簡単で、部品数も少ない。
>>35
確かにその通り。
射出部分はドライブギアを自作し、ノズルとの距離を縮めることで解決。
熱歪みはCFR PETGを使うことで解決。
それで、最後にXYの送りをネジ化した。
ちなみに、CFR PETGは0.2mmノズルでも全く詰まらないので、より小径のノズル（0.15や0.1mm）を作る予定で、
プリント線幅が0.2mmを切ると、平気で0.1mmぐらいズレるタイミングベルトでは辛いと考えて、先にネジ化した。
0.4mmノズルだったらタイミングベルトで十分だと思う。
>>36
ネジは大型化できない。
ベルトは200mとか普通に売ってるけど、直径8mmのネジは長さ0.5mまで。
それ以上長くする場合は直径を太くするしかなく、3mを越えるとほとんど特注の世界。
逆に言えば、造形サイズ400mmまでなら送りネジで作れるということ。
|
- 3Dプリンター個人向け@電気・電子板 その41
97 ：969[sage]：2018/01/14(日) 22:46:39.20 ID:5vniWgCB - >>17
フィラメントは伸びるし（引く時）、外側のチューブは縮む。
特に木質やナイロンは見た目で判るほど伸びる。
>>18
確かに隙間あるけど、これ以上射出量増やしても完全には埋まらない。
また、あふれたフィラメントがノズルの周囲に溜まり、どこかで落ちてくる。これがPETGの難しいところ。
ABSやPLAだとノズルの周囲に溜まったフィラメントはすぐに酸化して固まり、落ちてはこない。
ただし、小さい部品や強度優先の部品では射出量を増やすこともある。
>>21
それもあるし、ノズル内部のフィラメントが溶けている部分もなるべく短くしたほうがいい。
液体の体積は一定といっても、フィラメント内部のガスが蒸発して混ざっているので、
ドライブギアで押しても、その分の体積変化が全てノズルに伝わるわけではない。引く場合も同じ
私の場合、この部分は標準より12mm短くした。
その結果、ヒーターブロックがヘッドフレームに近づき（5mm）、熱がより多く伝わるので、
ヘッドフレームは10mmのジュラルミンで作って放熱している
フィラメントの送りと引き戻しが正確かつ素早くないと、次のようなサンプルをうまくプリントできない。
きちんと引いた上で糸を引くのはフィラメントの問題で、フィラメントを変えるしかないが、
引かずに糸を引くのはヘッド設計の問題。プリンターを変えるしかない。
http://www.11moon.com/m200/dot_test/dot_test_10c.jpg
http://www.11moon.com/m200/dot_test/dot_test_10c.zip
|
- 3Dプリンター個人向け@電気・電子板 その41
98 ：969[sage]：2018/01/14(日) 22:47:01.49 ID:5vniWgCB - >>990
プリント品質と速度は相反するので仕方がない。
0.5mmノズルにすれば30分程度に短縮できるので、作るモノに応じてノズル変えてる。
ただし、品質と速度とどちらが重要かというと、速度が遅いという問題に関しては単に待つなり、
プリンタの台数を増やすことで解決できるが、品質の問題はプリンタを変える以外に解決法がない。
したがって、品質重視でプリンタを設計してる。
品質重視というのは、フレームやテーブルの剛性を上げ、プリントヘッドの移動精度を上げ、
フィラメントの送りと引き戻しを素早くやるということ。
そのため、フレームは5mmのジュラルミン、各軸は直径12mmの焼き入れシャフト2本で構成した。
木材やプラスチックやアルミ板や鉄板に8mmの軟鉄棒を挿しただけでは剛性不足。
また、各軸はベルトではなくスクリューで動かしてる。バックラッシュ無し。
また、ドライブギアとノズルとの距離は40mmまで削った。
200mm以上も離れたところからフィラメントを素早く押したり引いたりできるわけがない。
品質重視で設計すると、糸引きやダマやノズルつまりといった問題も大幅に改善され、
不良品の発生やプリント後の後処理が減る。やってみると悪くない選択。
速度に関しては、現行機を6台に増やして対応する予定。
一台のプリンタで、プリント品質を保ったまま速度を6倍に上げようと努力するよりずっと簡単
|
