続3Dプリンタコンバート

ReprapのファームウエアであるMarlinをArduinoMegaに焼き、RAMPSを乗っけてPololu製以外のモータードライバを使って、3DPしてみました。



Reprapのファームウエア、ニュル系3Dプリンタのコントローラーといえども、Gコードで(エクストルーダー制御用に多分に拡張してますが、、、)動く以上、NCコントローラーであることには変わりなく、モータードライバもStep/Direction方式。

動きます。

ただ、汎用ガントリ3軸切削フレームをこの組み合わせで3DPコンバートすると、リミットスイッチ等々、使い勝手が非常に悪いのが欠点。

LinuxCNCとハンダゴテヒーターに問題があるわけでは無いのですが、(とゆうかハンダゴテヒーターの方が出力大きくてかえって良かったり)LinuxCNC開発用のレイテンシの少ないPCを使ってるので、それを別に使いたいので。。

んでも、Gコードの解釈が違うのか何がちがうのか解りませんが、結構綺麗に出力できるようです。。

BeagleBoneLinuxCNCでの3Dプリントも、時間があればやってみたいですね。。

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LinuxCNCのパラレルポートでADCとサーミスタを使い温度入力、閾値にて出力。。



です。
LinuxCNC内コンポーネントのコンパレーターを使用して、閾値を100℃としてます。
元ネタは
https://github.com/cdsteinkuehler/LinuxCNC-RepRap
で、温度制御自体をGコードで管理してるわけではないのですが、これで温調半田ごてを使わずとも、エクストルーダーの温度管理ができるようになります。

つづく、、、のか?

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3Dプリンタコンバート木製CNCルーターでの出力。

相変わらず3Dプリンタってますが、どうやってもとてつもない時間が掛かってしまうので、太い吐出ノズルを作りました。

頂いたエクストルーダーに付いていたノズルは0.35mm。

ノズル径以上の積層はどう考えても無理なので、最大6割り程度なのかなぁ、と漠然と思い、ソレで計算すると最大積層可能厚は0.2mm。

単純に1mm厚の積層をすると、5層、10mm厚の積層をすると、50層の積み上げが必要です。

ヘッドの駆動スピードを上げれば出力速度は上がりますが、物理的に物が移動するので、限度があります。

特に、高精細なフィギュアを作りたいわけでもないので、太いノズルを作りました。

0.8mm径と1mm径。

積み上げ方向であるZ軸方向の解像度はCAM(Gコード)でいかようにも設定できます。

じゃぁ、太いノズルだと何がイケないのか、とゆうと、XY軸平面上の最小Rの大きさが大きくなります。

ついでに、出力時間の短縮の為、0.8mmノズルでは、0.4mm厚の積層、1mm厚のノズルでは、0.8mm厚の積層を試してみました。


3dp6_15_1.jpg

コレは0.8mmノズルでの積層中。
ヒーター上部から樹脂が漏れてますね^^;。
ノズル取り付き部分でシールする必要があるのですが、ノズルテストと、漏れた樹脂の具合を見てどの程度の温度が適正か?を見てたりします。

3dp6_15_2.jpg

で、出力されたもの。。
小さい方の積層厚は確か0.2mmだったはずだけど、出力時間は大きいのも小さいのもほぼ変わらないくらい。

3dp6_15_3.jpg



3dp6_15_4.jpg

んで、1mmノズルの物。これも出力時間は画像の小さいものとそんなに変わらず。。

交換したノズルも画像上に載ってますね。

頂いたものに付いてたノズルも袋ナットに追い加工したもので、私の作ったのも同じく。
ただ、スチールの袋ナットなので、ドーム部の肉厚が無いので、外形加工はしてません。

3dp6_15_5.jpg

ノズルが太いとXY軸面上での最小半径が小さく出来なくなるのですが、このようなブラケットやフレームのようなものであれば、内部塗りつぶし速度等々、移動が半分で済む事もあるので、使い方次第、でしょうか。

切削加工の刃物径の選定と同じように、必要な物を出力するのに、より適したノズルの選択、積層厚、積層スピードが必要だと。。

どのような加工でも、結局のところ加工して作成する品物の価値以上の加工方法、時間、手間を掛けていては、、、。。

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3Dプリンタでの出力テストと出力物。

有り物でなんとか構築したベルト駆動木製CNCルーターコンバート3Dプリンタですが、プラスチックの溶融、吐出、となると、切削加工とは全く勝手が違うのでなかなかに手強く、手探り状態での出力です。

また、通常の3軸CNCマシンと同じくGコードで作動するのですが、使用するCAMであるSlic3rの設定項目等が切削加工に使うような設定項目と全く違う(モーションのスピード設定とかは同じだけど)ので、かなり戸惑います。


printtest.jpg

これは、エクストルーダーをご提供頂いたichibeyさんがThingiverseにUPされているPrintTest Modelです。

ichibey日々の記録


変な毛みたいな樹脂の引きずりや、樹脂吐出量が多いせいか、変な枝が生えてますが元々のモデルは棒状の三叉。。

エクストルーダーの具合がモロに出るモデルでなかなかに出力が難しいので、自作の3Dプリンタ、また、市販の3Dプリンタの一つの出力性能のベンチマークとなる物だと思われます。

市販の3Dプリンタでも、出力出来ないものもあるようなので、、、。。

上記のモデル、結構短い時間で出力できるので3Dプリンタを持ってるのであればチャレンジしてみては??


printtest2.jpg

フィギュアとか、3Dな複雑な形状の出力が取り上げられている3Dプリンタですが、結構威力を発揮するのが上記のような出力物。
ニュル系3DプリンタはNC装置そのものなので、3軸NC切削機と同じ矩形の動きはとても早く、画像のようなプレートも、私の機械で約20分程度で出力。

出力してる動きはまさにプリンタッて感じでした。



このような形状のものはNCルーターとかレーザーカッターでも作成出来ますが、3Dプリンタでも、割りと得意な出力なんでは?と思います。そもそも、NCルーターとかでは、キッチリあった厚みの材料から調達することを考えるとある意味材料に合わせるって事が必要なくなるので、その点ではメリットが有るんでは?

また、切削に依る騒音やゴミも出ませんので割りと導入はしやすい「加工機」であると思われます。

ちなみに画像上のモデルはPlotclockの部品です。


3Dプリンタも色々とその特性があるので、上手く使え、ば、とても便利な道具だと思います。
色々な加工手段の一つ、として、とてもおもしろい物だと思います。


Gコード生成のCAMソフトの設定一つにしろある程度やってみてコツを掴まなければ、なので、買ってきて直ぐにフィギュアが出力できるわけではなさそうです。

直接的な出力できるGコードの公開ではなく、オープンソースでのSTLファイルの公開、としてるのは出力する機械が異なってる事もあるでしょうか、その辺の細かな設定等々をユーザーにぶん投げているのでは??と、変な深読みをしてしまいます。。。







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設定速度は高速に。。

3Dプリンタヘッドの自作木製CNCルーターの続報です。。

LinuxcCNCをパラレルポート出力にてジョイントエラーが出ない程度に高速で出力させてみました。



切削加工の刃物と同じでエクストルーダー自体、試してみないと解りません。
切削加工の様に極一般的な加工方法とは違い細いフィラメントとゆう樹脂をステッピングモーターで送り、ホットエンドにて加熱溶融、吐出してるのでどうも勝手が違い傾向と対策がさっぱり判りません。^^;。

色々とインターネット上に温度設定や送り速度等々出てますが、使うエクストルーダー、樹脂が違えば全然具合はかわってくるのだろうなぁ、と容易に想像がつきます。

実際、ホットエンドを加熱して手でフィラメントを押し、ニュルニュル押し出すと、結構押し出す力が変化します。
また、設定温度によっても多少樹脂の硬さが変わるようで、とても微妙。。
私はとりあえず、ABS樹脂の溶けるときの匂いがあまり好きではなかったので、PLAを使用しました。
樹脂の種類によっても、とろける温度が違うので、、、、設定はその時々に、細かな補正値が必要なのかも。。

出力に結構時間が掛かるのであまり考えずに、できるかぎり高速にモーションを駆動させての出力を試みました。

3Dプリンタ用のCAM、Slic3rが吐き出すGコードをLinuxCNCで再生。
再生時にFeedOverRide(送り速度の割増度)を250%に設定しての出力。が、動画の出力です。

結果として、ホットエンド内の樹脂の吐出が間に合わず、(多分ホットエンド内の圧力が高くなりすぎてフィラメントの送り部分でスリップしてる感じ)微妙に樹脂が少ない感じで出力されました。

もちろんモーション自体はただ単に速いだけ、なので、同じように出力されます。。

超憶測でしかありませんが、ホットエンド自体に適切に出力出来る樹脂吐出スピードってのがあるんじゃないかと思われます。
同じ設定でFeedOverRideを50%~100%程度で出力すると、きちんと積層できるだけの樹脂の吐出量。。

木工用ですが、切削用のフレームを用いているので剛性不足になることは多分ないと思うので、エクストルーダー、ホットエンドの性能、特性によって、出力スピード、品質が変わってくるのでは??

切削用CNCマシンと同じで、スピンドルの出力次第ってことでしょうかねぇ。。










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Author:あきらひとし。
木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

モーターは回るだけでも楽しい。制御(速度、トルク、位置)できるともっと楽しい!

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