衝動買いしてしまった３Dプリンタ、香港からの発送だったのですがもう到着しました。
本日の朝郵便屋さんから受け取って、今21時。ほぼ12時間ほとんど休みなく作業して組み立てを終わりました。
通しのマニュアルは無く、写真や配線図などの断片的な情報と、膨大なreprapの情報が収められたDVDが付属しておりました。そこから拾い出して何とか完成した状態です。
通電はこれから。
では開梱から組み立て完成までを膨大な写真と共にご紹介。
到着したばかりの箱。重さは6kgくらいかな。
買ったのはDealExtremeのこのプリンタ。reprapのMendel Evolutionのクローンです。プラスチックパーツはすべてPLAを用いて３Dプリンタで作製されています。
作業台に乗せて、
まずは開梱してざっと中を見ます。
DVDとパーツリスト、仕様表。
梱包に使われていた新聞。面白い。
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なにやら役人の奥さんがブランド品で着飾っておるのがけしからんと言った感じの記事。
それはさておき、
中には小箱がたくさんはいっています。片っ端からあけていきます。
これは、基板、ベルト、リニアベアリング、カプラー。
出ました。ヘッドです。エクストルーダーとホットエンド。すでに組付けてあります。楽が出来そう。
プラパーツの類。全部３Dプリンタで作ってあります。仕上げは粗いです。おそらく生産性を上げるために積層間隔を広げてバンバン乗せたのではと思われます。
ステッピングモーター。このほかにエクストルーダーにすでに組つけれられているものがありますので、全部で５個使う事になります。
電源。１２Vらしい。何も仕様が書いてありません。商品説明では110Vからと書いてあるのですが、たぶん大丈夫でしょう。だめでも12Vのスイッチング電源はいくつも持っています。
ホットベッド。これも組付けてあります。ほんとにクリップ使うんですね。
ロッドと全ネジ。すごい数です。
以上が中身です。
ではこれよりマニュアルらしきものを見ながらパーツを確認していきます。
これがマニュアルなんだけど、なんと途中で終わっている。X軸を作るところまで。
おそらくRepRapの英文マニュアルを中文に翻訳しようとして痛んだと思うけど、間に合わなかったのね。
まあ、DVDにはRepRapの情報もありますので何とかなるでしょう。何より以前に3軸ステージを作ったことがありますので、なんとなくポイントはわかります。
シャフトと全ネジを長さで分類します。全部ある。
後ろによけといて、
例の途中で終わるマニュアルを見ながらプラスチックパーツを確認。
一部足りないような気もしますが、エクストルーダーに組み込まれているようです。
ということで主要パーツはありそうです。
これもよけといて、
ネジやばねの類。面倒なので作りながら確認。足りなくてもこのへんなら何とかなります。
カプラー、リニアベアリング、ケーブル類。そろっています。
リミットスイッチ。3軸分あります。
では組み立てていきます。
まずはヘッドにファンを取り付け。
フレームを作っていきます。
こんな感じに止めて、
マニュアルを見ながら、
これを作ります。
つないでいって、
フレームの方側が出来ました。
二つ作ります。
ここで、手順に従ってモータをひとつ取り付け….と思ったら断線を発見。引きちぎったみたいに切れています。どうやったらこんなこと起きるんだろう。
とりあえずさくっとハンダ付けして、熱収縮チューブ被せておきます。
ど、モータをこんな風につけろと。
このパーツですな。ネジの長さとか自分で判断しながらやります。
ワッシャの指示もないので自主的に。
Y軸モータAssy完成。
これに全ネジを二本突っ込んで……..と、ここでマニュアルが唐突に終わっています（笑
どうしろと。
しかたないので、DVDの中を色々探すと、RepRapのオリジナルの作製手順マニュアルとYoutubeにアップされている動画の類が見つかりました。
まあ、クローンですから似たようなもんでしょう、と気にせずに作業再開。直前の作業に近いところを探していきますが、こちらのマニュアルではモータがまだついてません。
さらに、色々なケースを想定してか但し書きが多いです。「自分で判断して決めろ」という項目がやたら目立ちます。いやあ、やっぱりこうじゃなくっちゃ面白くありません。
ここはモータの軸の長さによってワッシャを入れる枚数が変わるので自分のモータをよく見てから判断して決めろ、と言ったことがずらずら書いてあります。
ではそれっぽく再開。
こんな感じ。これはベルトがかかるプーリーですね。
このモータの場合はワッシャは2枚でした。
どんどんと作っていきます。
フレームと結合するときが来ました。
こうしてフレームが立ち上がると俄然それっぽくなってきます。棟上の時のような興奮です。
PLAのプリントパーツはそれなりにしっかりしています。
糸がほどけるようにPLAのコイルが外れているところもありますが、強度に本質的な問題は無いようです。
あとでわかったことですが、フレームの組つけに使うナットの半分はゆるみ止め付のものが入っていました。後で全部組みなおす事になります（泣
次の部分に移ります。RepRapのマニュアルいは３D CADの絵を豊富に使ってあり非常にわかりやすいです。
ネジの山。
これが緩み止めナット（左）と普通のナット
気を取り直して組んでいきます。
前後と上部のX軸方向にフレームが入りました。
Z軸 モータマウントを取り付けます。
これ。ここに下向きにモータがつきます。
Z軸を下で受けるためのフレームを追加。
ここまででフレームはほぼ完成。寸法をあたって本締めします。
次にY軸にホットベッドステージを乗せていきます。
こんなイメージ。
RepRapのマニュアルはこうなっていますが、実際はぜんぜん違いました。
このあたりからカンと手探りでの組み立てになっていきます。
前後に動かしながらシャフト位置を追い込んで行きます。
こんな感じの動きです。まだベルトも何もついていませんので軽いです。
裏側はこんな感じ。RepRapのマニュアルとは構造が違います。
リニアベアリングはPLAパーツの溝の中に入れてタイラップで締めるという大胆な固定方法。
スムースな動きを決めてシャフトを締めこみます。
ホットベッド裏にベルトの一端を固定して、
ここでRepRapマニュアルにしたがって一旦外していたモータを取り付けようとすると、
あれ、つきません。シャフトの固定パーツと干渉します。
で、DVDを漁って購入した製品の完成写真があるところを見つけて見てみると、シャフトが上で支えられています。
つまりこういうことです。なるほど、
あとはプーリーの位置を調整しながらベルトをかければY軸の作業は終了です。
こんな感じにぬるぬる動きます。
次、X軸組み立てとな。
不思議な形のパーツを準備。
シャフトを通します。なるほど、いきなりそれっぽくなります。
X軸用のベルトプーリーを取り付けます。
ここまででなぜかX軸は放置。Z軸に入ります。
Z軸は、先に取り付けたモータマウントから垂直にシャフトを降ろす必要があります。
ということで、RepRapのマニュアルには「あまったナットを縛った糸をたらして垂直を確認せよ」とあります。なかなか細かいマニュアル。
教えの通りナットを縛った糸をたらします。わかるかな。
モータマウントのZ軸取り付けのくぼみから糸を落して、
シャフト受けのど真ん中を通るよう位置を調整します。
反対側も同様にして位置決め。
で、シャフトを取り付けます。
反対側も。
なかなかかっこよくなって来ました。
次にZ軸のシャフトに先ほど組んだX軸を取り付けるのですが、X軸の不思議な形をしたパーツにあるリニアベアリングを取り付けるくぼみに問題を発見です。プリンタのでこぼこが盛大に残っており、うまくベアリングが嵌まり込みません。
ということで、リューターで削って形を整えます。
このあたりが安価なフィラメント式の３Dプリンタの限界でしょうね。
さて、修正さえしてやればきっちりと組付け出来ます。
X軸を上に持ち上げたところ。
スムースな動きになるよう調整をします。
Z軸シャフトの最終位置決めをし、本締めをします。
お次はZ軸の送りねじを取り付けます。X、Y軸はベルト駆動ですが、Z軸だけはネジ送りなのです。
積層によって形状を作っていくので、XY方向はデザインに合わせて大きく動きますが、Z方向は常に積層厚みの0.2mmとか、それくらいの均一な移動量です。ということでちょっと動けばいいと言うことと、その際の精度が重要と言うことでベルト駆動にはなっていません。ヘッドやX軸の重量を支える意味でもねじ送りと言うのは合理的な選択です。
ネジ送りのバックラッシュを防ぐためにばねを使ってナットの間を突っ張らせます。
こんなの作って、
いれればいいんだ～、と思ってやってましたが、よくよく考えてみると間違いでした。
まだ間違いに気づいていません。
そのままモータをマウントに取り付けていきます。
X軸の両サイドにひとつずつモータがつきました。
ここで、PLAパーツの一部にわれを発見。われというよりも積層が剥がれている感じ。これも積層方式の欠点ですね。ということで瞬間接着剤をつけて固定。
で、カプラーを入れようとして、
ここで間違いに気がつきます。そうです。先ほどばねをはさんで取り付けた2つのナットのうちひとつはパーツの下側に入れないといけないのです。
ということで、一度ばらして組直しです。
無事組みなおしてカプラーを接続しました。
これで3軸とも完成です。どんどんかっこよくなっていきます。
次はいよいよヘッドを取り付けます。
まずこの位置に最後のモータを取り付け、
反対側のこのプーリーまでベルトを張り、ヘッドに固定します。
モータ取り付け。
ヘッド乗せ。
ベルト取り付け。
これで基本部分は完成です。
メカ部分が剥き出しでかっこいいですね。いかにも機械という感じです。
さて、ここからは仕上げに進みます。
各軸にリミットスイッチを取り付け、
制御基板を取り付けます。
リミットスイッチの位置は、こんな写真を参考にして自分で決めます。
さて、残りは配線です。出来るだけきれいになるように気を使って進めます。
まずはヘッド。エクストルーダーのモータから4本、ファンに2本、ヒーターに2本、サーミスタから2本の合計10本もの線が出てきています。
これらを簡単な図にしたがってつないでいくのですが、図面の色と、
参考写真の結線位置の色が違います。なんとも適当なこと。まあ、ステッピングモータはこれまでいくつも扱ってきましたので、動作がおかしいときには自分で調べる事にします。
基板にはこのようなターミナルがついています。ドライバで配線を締め付けていきます。
まずはヘッドからの10本。基板の裏を回して美しく仕上げます。
X軸とZ軸のリミットスイッチ。
Y軸のリミットスイッチは配線の長さが足りません。最短で引き回せばとどくのですが、斜めに引っ張るのは美学が許しませんので、延長して美しい配線にこだわります。
モータ以外の配線が終わりました。
すごくきれいというわけではありませんが、整然と出来ていると思います（自画自賛）
モータの配線は4本セットなので、配線を束ねるネジネジ（これなんていうんだろう）を使ってまとめ、タイラップでフレームに固定して引き出します。
あくまでもすっきりとした配線にこだわります。
こんな風に。
モータの配線をつなげばすべてが完成です。
ごちゃごちゃしがちな配線をすっきりまとめられたと思います。少なくともマニュアルにある写真よりはずっと美しいと思います。
さて、ここまでで21時になってしまいました。
今日はここまでの作業とします。
ブログを書いて終了です。
明日はいよいよ動作確認。そして最終調整です。
今回から「３Dプリンタ」というタグを作る事にします。
ほんとうは３Dプリンタも作りたかったのですが、衝動買いしてしまいましたので仕方ありません。「自作３Dプリンタ」のタグは、今後作るかもしれない改良機のために取っておきます。