2018年12月24日月曜日

自作3Dプリンタ(大)その1 設計着手

 
でっかいミクさんをプリントしたいという邪な動機により、自作3Dプリンタの設計に着手します。名称を自作3Dプリンタ弐号機(大)とし、略称はここから適当にとります(笑

前自作機であるDINレールスライダ利用3Dプリンタはそれで使うとして、今回の自作機は市販では手に入れにくい大型プリントが可能なモデルを目指します。
構想全体は、

  • オーソドックスな門型、あるいは箱型構成
  • 1/6ミクさんを4分割くらいで出力可能なプリントエリア。
    →300mm幅x200mm奥x300mm高さくらい
  • MK8ヘッド。将来的にはダブルヘッドにも対応できる設計
  • まずはPLA出力で、ベッドのヒーターは無し。
  • 手元に余っているリニアガイドを活用する
  • V-slotもつかってみる
  • RAMPSか何かに制御系を更新
  • できるだけ手元のジャンクをリサイクルしつつも、精度重視。ある程度なら金をかける。

といったところでいこうと思っております。

まずは手元にあるネタをかき集めて構想を練ります。多分材料だけなら3.5台分くらいあります(笑

Y軸はリニアガイドを使おうかと。しかもこの重量物用のものを(笑 NSKの製品です。実にもったいない使い方です。無駄なオーバースペックも自作の醍醐味です。


これにジャンクのアルミ板を載せて、


さらにディスプレイから回収したジャンクのアクリル板8tを載せて、これをステージにしようかと。


リニアガイドは二本あるので、こんな更なるオーバースペックも可能であります(笑
多分私が上に乗ってもスムースに動きます。


その割には全体のフレームに2020を使用する予定(笑


ブラケットの在庫を確認。


山ほどあるようなので心配はないようです。


こんな感じでベースを作っていくつもり。


問題は、フレーム用のねじをM5にするかM4にするかです。
もちろん強度的にはM5ですが、キャップボルトが出っ張るのがあまり好きではないのです。


が、ここは剛性重視ということでフレームの基本骨格をM5、あと付けのアクセサリ類はM4とします。M5は先入れナットのみですが、在庫は十分。M4系は後入れナット含めこれまたたくさんあります。


心臓部であるヘッド回り。なんだかんだで部材はいろいろ持っていますが、全部そろっているとは限らないので一応確認。


MK8のエクストルーダは二台分、ヘッドのノズルは各サイズたっぷりあります。


ヒートブロックは新品が見つかりません。買ったような気がするのですが。
ということで、Jヘッドから取り外して流用することにしましょう。


これとノズルを組み合わせればMK8エクストルーダでヘッドを作れます。


制御系に使用予定のRAMPSドライバ基板とコントローラ。Arduino MEGAを使います。


お次メカ回り。
ステッピングモータはNEMA17サイズが捨てるほどあるのでそれを使うとして、


タイミングプーリーもあるし、


5/8mmカプラーもあります。


で、カプラーに取り付けるのがこのφ8台形ねじ。


一応バックラッシュ防止してZ軸に使おうと計画中。


このようにナットだけでは若干がたつきがありますが、


このようにばねを使って二つのナットが互いに押し合うようにして組付けてあげれば、完全ではありませんがバックラッシュを減らすことができます。


Zじく両サイドに立てて、このリニアガイドとの組み合わせで使おうかなと。


モータマウント。使うかどうかは設計次第かな。


では設計に着手します。ツールはもちろんすっかり手になじんだfusion360であります。
で、いきなりモデリングを始めるのかというと、そうではありません。まずはパーツを集めます。
今はよほど変わったものでない限り、機構部品や電気部品は公開されているCADデータの入手ができます。また、図面が手に入りにくい中華のMaker系パーツもコミュニティを覗けば大体手に入るのです。ということでゼロからモデリングをすることはまずありません。

まずMaker系パーツで頼りになるのは、なんといってもGrabCADのライブラリでしょう。
例えば「Linear motion」で検索するとこんな感じの結果で、これらの3Dデータがコミュニティでシェアされています。


個人的な活動によるところが大きいですので、レベルは様々ですが、先人たちの時間をもらうことで作業量をかなり減らすことができます。


今回使おうとしているY軸のリニアガイドようなガチマジの部品は製品サイトで3DデータがDLできる場合がほとんどです。
例えばNSKのサイトの例


もちろんMISUMIにも同じようなサービスがあります。


そんな感じでかき集めてきたデータをfusion360にアップロードしていきます。




例えばMK8ヘッドはGrabCADから。


V-SlotレールやRAMPS基板といったMakerの世界の独特なパーツ類もGrabCADで手に入ります。素晴らしいことです。


ガチマジ系はメーカーサイトから。


ここまで部品のモデルがそろっていれば、「これらをどう組み合わせるか」といういわゆる設計そのものに集中することができます。いわゆる設計/製図のうちの製図に割かれる工数を激減させることができるのです。

使おうと思っている部品の半分以上はそろいましたので、fusion360内での組み立てを始めたいと思います。目標は冬休み内の設計完了、3月末までの稼働開始です。

独身の日 2018 続々到着 その3(最後)

 
時間がかかっていた配送品もあらかた到着しまして、今年の独身の日の買い物は完了いたしました。厳密にはあと一点到着していないものがありまして、それを待っております。おそらく届かないだろうと思いつつも(笑
その一点というのは自転車用のバックミラーであります。実はこれ、独身の日ではなく、それよりひと月も前の10/8に注文したものです。いままで2か月くらいかかって到着したものはありましたが、ここまで来ないともうあきらめの境地です。Sellerに連絡はしているのですが、取引はすでに日程満期で終了しており、個人的に店とやり取りしない限りAliexpressからの救済はありません。まあ、410円なのでどうでもいいかと思ってはおります。

ということで、新たに届いたものを見ていきます。
今回の目玉はやはりこれ。


しっかりした梱包。


そう。最後まで残っていた大物、というか中物。リニアガイド二本で3236円です。


プチプチ風の袋を減圧パックした感じの包装。中は油まみれているのが見えます。直接は触りたくない感じ。


さらに付録(笑)の油が。ミシンオイル風のさらっとした透明なものです。


手を汚さないように取り出し。机に直接置きたくないので、段ボールの上で油を吸わせます(笑


で、肝心の滑り感です。動画でどうぞ。
結論から言いますと「こんだけ油つければなんだって滑るやろ」に近いです(笑
もちろんちゃんとボールが入ってます。確認しました。
がたつきもなく、ざらつきもほとんどなく、とりあえずは良い感じたと思っています。耐久性だったり、油が減った時にどうなんだというのはこれからの確認です。いずれにしておこの値段でリニアガイドが手に入るという事実がすごいです。


お次、この荷物は独身の日の後に行われたCyber Mondayで買ったものですが、いっしょに紹介します。


これ。以前から目をつけていた工具です。ハンドニブラーの自動版といったところかな。
Youtubeにネット通販風の宣伝がたくさんあります。秋葉の駅前で塩ビ管を包丁で切っていたおじさんがいましたが、あれに近い(笑


怪しいと思いつつも送料込み1549円だったので「まあいいか」と思って購入してみました。
裏面の説明。


開けたとこ。


電ドラに繋いで使います。


こんな感じ。
から回ししてみるといきなり何かが引っかかって手首を持っていかれそうになりました(笑
中を見てみると、外れたナットが引っかかってました(笑 いや笑い事ではないのであります。手首挫くとこでした。


ということで、付属のレンチでナットを締め付けてスムースに動くことを確認。
早速試してみます。
まずはDINレールを切ってみます。


切粉がたくさん出るはずなので、ちゃんとトレイを下に敷いて、


切ってみます。


ん?


もう一度


切ってみます。


何やぜんぜん切れんやんけ(笑

いや、これはきっと材が悪いのです。アルミなどというやわな金属はお気に召さないのであります。硬い鋼材ならばっちんばっちん切ってくれるはずです。


厚みもばっちり切断仕様のど真ん中にあります。


なんやこれも切れんやんけ(怒


しかも曲がるし、


ちなみに、ハンドルを外したところには控えの刃先がありますが、構造は全く同じであり、試すまでもないと思われます。


ということで、勉強代を投下した感じが近いのであります。
ちなみに、もっと薄い材ならそれなりに切れるようであります。ご参考までに動画を一本紹介いたします。
"Sheet Metal Nibbler. Are These Things Worth The Money?" というタイトルが全てを物語っているように思われますが(笑