さて、最近は本業が多忙でブログの更新がサボり気味でした。
なんか行政に提出する書類や依頼された設計書の提出期限が短かったり、普段はしない計算ミスなどをやらかして非常に追い詰められていました。 毎日、この時期でも辺りが暗くなるまで仕事をして、辛かったです。
そんな日々も土曜で終わり、月曜日に書類を提出すれば終わります。
遂に逃げ切ります。 開放されます。
そんなこんなで、調子の悪い 3D プリンタの修正方針を考えていきます。
症状
はじめに、調子の悪い 3D プリンタは Ender 3 Pro をオリジナル改造したものになります。 オリジナルのダイレクトエクストルーダ化や Klipper の導入などちょっとした改造を行っています。
症状としては Z 軸の動作不安定となります。 過去に似た症状が出て、調整をしていたのですが、しばらく使っていると再発したという形になります。
適当に平面の板を印刷してみると次のような状態になります。
フィラメントが黒色な為、写真ではわかりにくいかもしれませんが、面の荒れがひどいことになっています。
私の経験上、この症状は Z 軸の高さ調整が悪いことが多いです。 というか、ほぼ全て Z 軸の高さ不良です。
当然の如く、自動レベリング機能は備えており、ベッドの平面度も 0.1mm 以内に調整しているため軸動作が原因です。 上の過去記事にもある通り、Ender シリーズの Z 軸はローラガイドとなっていることが最も悪さをしている部分です。
3D プリンタというのはなんだかんだ 0.1mm 単位で造形する精密機械です。 ということは、各箇所の精度を最低でも 0.05mm くらいには保ちたいものです。 それが、片持駆動であり、さらにローラガイドということで動作精度に不安があります。
また、私の場合、ダイレクトエクストルーダ化している為、さらに条件が悪い状態となっています。 Z 軸の動作精度向上が必要です。
改造内容
色々考えた結果、改造内容は次の通りになっています。
- Z 軸のデュアル駆動化
- Z 軸のリニアガイド化
- Y 軸のリニアガイド化 (ついで)
Z 軸のデュアル駆動化
Z 軸の動作不良の原因として、駆動が片側だけという問題があります。 本来であれば Z 軸を駆動し、X 軸が水平に上がることが理想です。 しかし、Z 軸の駆動が片側に寄っていることで、微小な単位で X 軸が斜めに上がります。 これが常に同じ値だけ斜めに上がれば問題ないのですが、ローラガイドの具合やエクストルーダの位置により微妙に変化があり、印刷不良に繋がります。
これを解決するために、Z 軸に駆動モータを追加し、X 軸の両側を同時に動かします。 こうすることにより、X 軸の上昇を一定に保つことができます。
実は ender 3 の場合はメーカー公式でそのような改造部品も発売されています。
Z 軸のリニアガイド化
この改造は単純に精度と動作の向上を目的として行います。 ローラガイドよりリニアガイドの方が摩擦が少なく、スムーズで動作の寿命も長いです。
これも ender 3 シリーズでは鉄板の改造内容となります。
Y 軸のリニアガイド化
これは"ついで"に行います。
既に X 軸はリニアガイド化しており、次に Z 軸をリニアガイド化するのであれば、ついでに Y 軸も行い、すべてリニアガイド化しようという考えです。 ものはついでです。
つづく
そんなこんなで一年ぶりくらいに Ender 3 Pro を大改造します。 今月は仕事が忙しく、月の予算も余っているので丁度良かったです。
次は Ender 3 Pro を実際に改造してテストプリントしてみようと思います。
余談
RAPIRO の組付もまだできていないです。 なんだかんだプライベートでもやることが多くなってきています。
