2020年2月10日月曜日

3Dプリンタ その38(キャリッジ改造:設計編)

マーティーの3Dプリンタ、この時に組立した「Geeetech i3 Pro B」です。
「3Dプリンタ そのxx」シリーズで、ちょこちょこと改造はしてきたのですが、
エクストルーダー・キャリッジの改造をやろうと思い立ちました。
が、かなり右往左往しております(-_-;)

ずっと前から気になっているのは、この部分です。
X軸のリニアブッシュは、上下の調整ができないのに
精度が悪く、スライドロッドの間隔と合ってないので
組み立ての時にスムーズに動くよう調整に苦労して
緑部の隙間に薄い鉄板を挟んでいます。
そのため、赤矢印の縦の鉄板が弓反りしてるし
青部分のエクストルーダーマウントの鉄板も1.5mm厚と薄いので
フィラメントが縺れて突っ張ると上にたわんで
エクストルーダーが微妙に持ち上がってノズル高さが狂ってしまうので、
時々フィラメントを解いてやってるのです。
長時間、お側を離れることができず、放置プリントできないので
せいぜい3時間物が限度です(T_T)
さて、X軸の改造するには、寸法図が欲しい所です。
キーワード「Geeetech i3 Pro B Dimension」では流石に寸法図がないです。
「Prusa i3 mk2 Dimension」で検索すると、
ThingiversのここにFrameがありました。が、
Fusion360に取り込んで
ちょっと寸法を確認すると、どこもかなり異なっています(T_T)
やっぱし、他力本願では駄目かあ~(-_-;)
自力で採寸しないといけなさそうです(T_T)
分解せずに採寸するのは大変なのです。
やっとここまでできました!
X軸の改造なので、他のフレームはなくてもいいでしょう^^;
エクストルーダーは、Thingiverseのここで大丈夫そうです
タイトルがまんまの「Geeetech Prusa i3 pro B complete extruder」です。

ダウンロードして解凍します。
ショットがカラーだったので、STEP形式とかもあるのか期待しましたが
STL形式だけでした。
それでもありがたいものです。
ファイル名見てもどれがどれだかわからないので、
Curaに読み込んで確認します。
「New_setup_extruder_dd.stl」が合体したものなので
これを使わせてもらうことにします。
Fusion360にアップロードして、フレームのデザインに挿入します。
エクストルーダーの下の小さな足みたいなのが、先程のフレームです。
まずは、そのままOKして、リンク解除しておきます。
STLは読み込むと10倍になるので正しいサイズに縮小する必要がありますが、
通常のデザインモードではできないので

メッシュモードに行こうとしたら、
メニューにメッシュモードがなくなってる~(T_T)
ちょっとばかし、探し回りました(-_-;)
左側のブラウザのボディで右クリックすると
メッシュボディアイコンの[編集]ってのがありました。
やっとトップにメッシュモードのメニューがでました!
初めて見る「メッシュパレット」ってのが出ています。
ボディを選択して縮小のアイコンを押してみますが、何も反応しません。
結局、いつもの[修正]-[尺度]でできました。
上のメッシュパレットは何だったんだろう?
やっと1/10にできました。
通常のデザインモードでも移動だけだったらできますね~
まずは、オリジナルの位置にしておきます。
ちょっとX軸ロッドを水平に並べて
Z軸ロッドも手前に移動してみます。
エクストルーダーの真下にロッドを持ってきてみましたが
ノズルの取替が厳しそうだし、リニアブッシュが固定できそうにないです。
X軸ロッドの間隔を少し広げて、まず、一発目はこんな感じで
下から
これでも、ノズルの交換がやり難いだろうな~
リニアブッシュは、どうやって固定しようかな~
リニアガイドを使ってみるかな~
ミスミのサイトから3Dデータをいただきます。
ユーザー登録してログインすると、3Dデータをダウンロードできます。
品番を絞り込んで確定して[CADデータダウンロード]ボタンを押して
[ファイル形式]:3Dの[STEP]形式にして
バージョンは、よくわからないので、デフォルトの「AP203」にして
[データ生成]をクリックすると
生成に10秒も掛からなかったと思いますが、ほどなくして
ダウンロードのポプアップがでるのでZIPファイルでダウンロードできます。
ZIPを解凍して、Fusion360でアップロードしました。
こんな感じかな~
ちなみに、ステッピングモーターもミスミさんからm(_ _)m
何となくリニアブッシュより取付も簡単になりそうな感じ!
考えるのは楽しいのですが、
どうもこの手の構造物を考えるのは苦手です(-_-;)
両サイドのZ軸キャリッジは、アルミの角パイプで何とかできるかな~
でもリニアガイドのボルト固定がホントは下からなので、逆なのです。
リニアガイドのブロックもこの位置なら、ノズル交換に支障ないでしょう。
まあ、なんとかなりそうです^^;
構造は、ゆっくり考えるとして
リニアガイドは、初めて使うので、先にこれをポチっておきます。
ロッド+リニアブッシュに比べると意外と高いな~(-_-;)
スライドロッドがΦ8なので、レールは、厚み:8mm、幅:12mmにして
MGN12Cは、ブロック長:34.7mmでちと短い気がするので
ブロック長:45.4mmのMGN12Hで、長さ400mm!
USD 17.4(25% OFF)

下の方に MGN12CとMGN12Hの寸法図もあります。
ミスミのものと同じでした。
出所:AliExpress Shenzhen Feijia Electronics-Tech
ブロック長が短い、MGN12Cの方も!
ちなみに、この店では、12C も 12Hも同じ価格でした。
出所:AliExpress Shenzhen Feijia Electronics-Tech
しばし眺めてると、リニアガイドの向きが気になってきました。
8 x 12mmですが、縦方向を12mmにして剛性を強くしたいですね~
今度は、Z軸とX軸のキャリッジにアルミのチャンネルを使うことにして
これでどうだ!
リニアガイドのレールのボルト固定も正しい方向にできました。
エクストルーダーを外すとこんな感じです。
ノズルの交換は問題ないでしょうが、
レイヤーファンが取り付け難いな~
いい感じなんだけどな~
真横から
アルミのチャンネルの幅が、
X軸キャリジ:80mm と Z軸:48mm になります。
中途半端な48mmのアルミ チャンネルなんてないな~
40mm幅のチャンネルで4mmの平板を両側に付ける手はあるかもだけど、
この手のチャンネルは3mm厚しかないので、やや強度に不安が残ります。
どうしようか?(´-﹏-`;)
リニアガイド使い易そうだけど、どうも上手くいきません(T_T)
X、Z軸のキャリッジは、金属に拘りたいし
フライス盤もなく、CNC2418は非力なので
アルミの加工は、穴開け程度に留めたいので、取付構造に難航します。
また、ロッド+スライドブッシュに立ち返ろうかな~(-_-;)

元のリニアブッシュ固定金具(薄い鉄板の)を再利用して
エクストルーダー・マウントをアルミの5mm厚の平板にすれば、
アルミは、穴開けだけの加工で済みそうです。
でも、元の金具で固定すると位置決めが今一な不安があります。
もう一度、現在の構造を眺めます。
赤矢印の鉄板は、弓反りしてるものの、ここは頑丈なのです。
ロッドの縦に並びが問題ではないので、水平並びに拘らなくていいですね~
青部分が弱くてお辞儀する所だけを改善すれば、いいハズです。
「縦板と横板の取付」と「横板が薄い」のが弱い要因なのです。
そうだ!
これがあったぞ!
随分前に買った時より価格が上がってます。
特に使う予定はなかったけど、安かったのでついでにポチってたと思います。
US$ 3.67(21% OFF)

実物は、これ!
よく見ると、外観に小さな傷があるので、叩き売りされてた品かも?
ロッドに入れてみての滑りは問題なさそうです。
右下の突起は、ボールの入口ですが、
何故か、長いリニアベアリングブロックにだけ付いています。
このスライドブロックの3Dモデルもミスミからいただきましたが、
標準長のしかなかったので、ボディを切断して両端はそのまま、継ぎ足します。
穴部分も切断して移動して、所望のモデルにしました。
それでも、モデル作成の手間がかなり省けました。
今回はミスミさんに大分お世話になっているので
恩返しのお買い物しないといけませんね~^^;
で、こんな構造になりました。
構造的には元と同じですが
5mm厚のアルミにしたので、剛性はかなり上がると思います。
ちと重さが気になりますが、Y軸に比べれば随分軽いので大丈夫でしょう。
肝心のアルミ部材の方がないことには先に進まないので
事前にモノタロウやミスミやAmazonで探しながらやっております^^;
この手のアングルはAliExpressにはありませんね~。

アングルで良さそうなのが、なかなか見つからず、
Amazonのケイワークスという所で、
肉厚5.0mmのアルミアングル 40 × 60mm
1cm単位で、10cm〜200cmまで指定できます。
今回、長さ:6cmでいいのですが、10cmで注文して
ちと大変ですが、自力で6cmにカットしようと考えてます。
執筆時点では、80円/cm、送料 350円になってました。
Amazonのここです。
 先月やっとAmazonのアフィリンク入れれるようになり、
 これで大手を振って画像を載せれます^^;

5mm厚の平板の方です。
これもAmazonにカット品がありました。
ノーブランド品になっていますが、上と同じ会社からの発送になっています。
肉厚5.0mmのアルミ切り板 幅:100mm
これも、1cm単位で、10cm〜200cmまで指定できます。
今回 6 x 6cmでいいのですが、10 x 10cmで注文して、自力カット予定です。
執筆時点では、77円/cm、送料無料になってました。
この様な切り売りは、ここしかなさそうで、有り難いです。
Amazonのここです。

ひょっとしたら、ホームセンターに売ってるかもと、
一応、近くのホームセンターGoodayへ行ってみることに
お~っ!丁度いいのがありました!
5mm厚、50 x 100mm、幅60mmです。
しかも安い!これに決定!
これを2枚買えば、平板とアングルの両方ができます\(^o^)/
かなり頑丈にできそうです(*^_^*)
エクストルーダー・マウントのアングルは、軽量化のため、カットしようかな?
でも、カットも大変だし
カットしないで、固定ボルトを増やした方が安心かな。
これで行くことにします。
既にここまで来るのにかなり試行錯誤しております。
後方から全体。
三角のパネルや、電源、コントロールボードなどのモデルは省略です(-_-;)
方向から拡大!
稼働する上のベルトは、スライドブロックとギリギリです。
下側は、固定するには、丁度いいです。
エクストルーダー・マウントは、ベルトの間の4本のボルトで固定します。
赤いパーツがベルト固定具です。
これは、3Dプリントで新調します。
ここは、2本のボルトで固定
レーヤーファンダクトとIR Heightセンサーの取付具も新調します。
赤色部のパーツです。
レイヤーファンダクトの上下調整は、
初機構のバネ付きボルトで調整することに。
エクストルーダー乗せます。
下から
エクストルーダーモデルがメッシュなので
元のマウントがアルミのモデルを貫通してますが、見えないことに(-_-;)
全景!
後ろ側はなにもありませんが...(-_-;)
最初は、大改造の意気込みでしたが、結局、安易な方向に落ち着きました。
まあ、十分な剛性にはなると思うので、加工のステップに行くことにします!

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