2020年7月18日土曜日

中華レーザー K40 調整不具合→レーザー管固定具作成 #1設計

中華 二酸化炭素レーザーカッター 40W
大変便利に使わせていただいております。
一年かけて 排気、手動高さ調節加工台、エアアシストを整備。

順調にアクリル切れてました

があるとき、突然に

なにやら乱反射的な変化が。

メインのビーム以外に、横線が複数になり、加工予定以外の場所で紙が燃えるようになってしまいました。
そしてアクリル切れない。5mmの厚みでしたが、全然切れなくなりました。

レーザー管の不調なのか、途中の光路の問題なのか、切り分ける必要があります。
まずは光路の確認したところで、レーザーがミラーから完全に外れていることがわかりました。
なんということでしょう。

どうやら、レーザー管のなかの気泡を流すために機械を傾けたりした際に、レーザー管が動いてしまったようです。

これまでレーザー管については、一度も外したり調節で動かしたりしたことはなく利用できていたのですが、
数々の先輩方は調節にご苦労されております。

マーティさん こことか ファイルはここ
みら太さん  ここ

そのほか ここ なども参考にしました。

かなりな作業が待っているようです。

やはりレーザー管の位置を調節できるほうが良いのでしょうね。
マーティさんのファイルを使って作成を考えましたが、かなり特殊なねじがたくさん登場します。M4-90mmとか、近隣のホームセンターやミスミ、モノタロウにもありません。
汎用品でできるだけやりたいです。

もう一つthingiverseで見かけたこれ の派生型もそれなりにあります。
試しにプリントしてみましたが、レーザー管設置スペースに合いません。
そもそもが中華40Wは躯体そのものにもいろいろなバージョンがあるみたいです。
それからねじナットが日本で流通しているものとあわないようです。

というわけで前置きがながくなりましたが、設計から起こすことにしました。

まずはレーザー管設置スペースを計測。

おおよそこんな感じでした。
アルミの台、金属バンドで止まっているところを外して、そーっと配線したままレーザー管を移動しました。冷却の循環ホースがものすごく汚れていますね。交換をそのうち考えましょう。

狭いスペースですが、さほど移動幅はいらないでしょう。

上下、前後に5mmずつ調節できればよいとしてレーザー管径50mmです。
ビーム中心がおよそ40mm高さにありましたので、ぶら下げる形にしない限り、接地面から15mmに一軸押し込める必要があります。

それから高圧のケーブルを切ったりつないだりする勇気はないので、配線をそのままに設置できることも肝要です。
諸先輩方の作品は、おそらくレーザー管を一度完全に配線を切り離さないとうまく設置できないように思えます。


これをヒントに直動もどき、M3寸切で調節できる仕組みを考えました。
幸い、M3寸切、M3のロッドがなぜか手元に。多分、古いDVDとか、CD-Rなどを分解すると入手できるでしょう。



先に出来上がりをお示ししますが、まず架台を、躯体と接続でき、チューブを横移動 5mmできる部分としております。M3の寸切を回すと、上半分がスライドする仕組みです。
躯体との接合は元の穴にM4のねじナットで固定することにします。
それなりにトリッキーな仕組みが必要でした。

高さ方向も、ナット埋め込みホルダーをM3のねじで持ち上げるようにして、チューブの横で六角レンチで回せるように考えました。
設定後にそれぞれがぐらぐらしない程度に固定をかけます。

というわけでfusion360であっちを削りこっちを削りして こんな図を考えました。



架台を先に躯体に固定し、チューブにはホルダを固定して、架台にはめ込む、という作戦です。

プリント。合計5時間ぐらいかかります。
ABS 0.2mmピッチ、充填30%としています。
若干強度が心配なところがありますが、積層の方向を考えれば、なんとかいけそうな気がしてきました。










2020年7月2日木曜日

あと一つで

きりばんです。ありがとうございます。



Skeleton3D 小型reprap機 ヒートベッド自作できるか?

小型reprap機のSkeleton 3Dをこさえたのですが、まだ熱系統は運転していません。

印刷可能範囲はおおよそ100x100mmで、オリジナルにはプリントベッドは、木の板を、金属板で作るようにされています。PLA専用機ならそれでもいいわけですが
ABSも何とか使いたい。 現在市販の3Dプリンター用ヒートベッドは小さくても150x150  200x200 200x300などが多く、100x100の部品は見つけることができませんでした。

自作パーツの記事もいくつか見つけましたが、いずれも銅板(プリント基板)をパターン化して抵抗値を調整したもののようです。

たまたま別の作業でシリコンのポッティング剤を取り扱っていたこともあり、
アルミ板の下にニクロム線を配置して、作れるか、試してみました。

結論:頑張ればできるかも。しかし…

一号機
ニクロム線を買ってきて、抵抗値をはかります。
一応、片道 100mmで2オームぐらいでした。

大雑把にオームの法則を適応しニクロム線の曲げ方を計画

簡単なジグをつくって



アルミ板にかぷトンテープで絶縁し、ニクロム線をまげて


貼り付けます。上にシリコン板をのせ、サーミスタを入れるところをくりぬきます。
実際には、ニクロム線は思ったように曲がらず、苦労します。


できたのですが、並列抵抗の計算を間違えたのか、並列につないでみたところ、実測2オームぐらいで
過電流と、カプトンテープの絶縁に不安を感じ、このままお蔵入りしました。


2号試作です。


アルミ板にアクリルで刻み目を付けたニクロム線ガイドつけて囲み、シリコン板(一ミリ)を載せて、ニクロム線を巻いていきます。配線で苦労しそうだったので圧着端子を端っこにつけます。


これもまっすぐには配置されてくれません。カプトンテープでむりやり貼り付けました。
シリコンポッティング剤を流して、熱で硬化、シリコンヒーターの完成、となるはずでしたが


加熱している間にニクロム線が液面から浮き上がり、あえなく失敗。

封入するためのジグを再度作るかどうか迷っているうちに、

見つけてしまいました。


 わずか127円のシリコンヒーター。
送料いれてもワンコインちょっとです。

完全に気力を失い、ぽちりました。着弾までPLAで調整に入ることにします。

なんてこった。

2020年6月17日水曜日

Skeleton3D その5 約15000円となりました。 


それではかかった金額を計算してみましょう。税抜き、送料ぬきです。

構造体
 M8 Threaded Rod 240mm x8 190mm x4    285mm単価39x12                 468
 Ø8 Smooth Rod   180mm x2 220mmx6       600mm 3.7ドルx4                 1628
Wood plate     130x130               破材です。4mmシナ合板。                 0
Steel plate
     まだつけていません。アルミ板破材を切ったところ。    0

小計 2096円





可動部
LM8UU 14                     279円 4543                                            2187

2 GT2 pulley  x2         0.73ドルx2                                                          160
624zz bearing x2    189                                                                   378
GT2 belt                    195円x2                                                               390
Shaft coupling 5x5  x1  0.85
ドルx2                                                     187
M5 Threaded Rod  299                                                                    299
テフロンチューブ      1m 2/4mm                                                              359
エクストルーダーセット                                                                              540

小計 4500








電装系
Ramps 1.4/Arduino                       1199円+1290円+在庫ドライバ             2489
NEMA 17 - 40mm x4                   2688円(4個)                                      2688
Microswitch mechanical - 20x10mm x3  @97                                     291
Fan 40x40x10 x1                           238円・4                                            60
44 2 Inductive sensor M8 - 2mm detection  (つけませんでした)
ホットエンド(ファン、ヒーター、サーミスタ、ノズルつき。)                      1616

小計 7144






最後、小物でねじナット

ねじ、ナット
M8 nuts x57                  429円(45個)                                                      544
M4 nuts 3                100                                                                        100
M3 nuts 21                    399円(110個)                                                    77
Long M5 nuts 1                                     
Socket cap screw - M3x10 22      399円(20本)                             439
Socket cap screw - M3x20 6        399円(17本)                                         141
Socket cap screw - M4x10 x2       399円(15本)                                 54
Socket cap screw - M3x30 x3   399円(12本)                                       100
Socket cap screw - M3x40 x1   399円(9本)                                         45
Tie wrap 4                                    100                                                   100

小計:1600

ということで、合計:15340円となりました。

ま、こんなもんかな。

それから、ここには電源が含まれていません。

液晶付けたり、ヒーテッドベッドをつけたりするとまた値段が上がります。
巷の10000円 3DPって地味にすごい。



Skeleton3D その4 購入した部品リスト




部品リスト まとめて必要数を合計します。
ここで、不要なものを削除し、別途購入したものを入れ込みます。
Stlは自作するプリントパーツですので、省略します。

構造体
 M8 Threaded Rod – 240mm x8 190mm x4
 Ø8 Smooth Rod - 180mm x2 220mmx6
Wood plate      130x130
Steel plate

可動部
LM8UU 14
GT2 pulley  x2
624zz bearing x2
GT2 belt
Shaft coupling 5x5  x1

電装系
Ramps 1.4/Arduino
NEMA 17 - 40mm x4
Microswitch mechanical - 20x10mm x3
Fan 40x40x10 x1
44 2 Inductive sensor M8 - 2mm detection  (つけませんでした)

ねじ、ナット
M8 nuts 57
M4 nuts 3
M3 nuts 21
M2 nuts 3
Long M5 nuts 1
Socket cap screw - M3x10 22
Socket cap screw - M3x20 6
Socket cap screw - M4x10 2
Socket cap screw - M3x30 3
Socket cap screw - M3x40 1
screw M2x20 3
Tie wrap 4

 
エクストルーダー・ホットエンド部は、ほとんどが



に置き換えられており、(アリエクスプレス、当時の価格)M2 20mm x3 M2 nut x3ねじが追加、それからテフロンチューブ 内径2mm 外径4mm 1mが追加になっています。
次にいくらかかったか、2019年ごろの価格で見てみます。


Skeleton3D その3 部品リスト2

部品リスト その2です。
細かな部分が分かれています。
具体的には、スライドする部分、それからXYキャリッジ、エクストルーダー、ホットエンド部分です。
ではいきます。まずはリストのまま、列挙します。
ページ2が、スライドレール、ページ3がXYキャリッジになっています。
ページ2
1               3               LM8UU                 
ロッドを通すベアリング 
2               1               Opposite linear guidance .stl
3               1               Ø8 Smooth rods - 220mm       8
Φロッド
4               1               Motor linear guidance.stl

(要注意:二つ作ります。)
次、ページ3です。

1               1               Compact Extrudeur 1.75.stl
 エクストルーダー部品
2               1               Sous-ensemble Entrainement (see behind)                                     
3               1               Geared wheels.stl
 ホイール
4               1               624zz bearings     
ベアリング                               
5               1               Mobile party .stl
  圧迫用の可動部分
6               2               M3 nuts                                 
7               1               Socket cap screw - M3x20                                  
8               3               Socket cap screw - M3x10                                  
9               1               Socket cap screw - M4x10                                  
10            1               M4 nuts                                 
11            1               Socket cap screw - M3x40                                  
12           1             Aluhotend (http://reprap.org/wiki/Aluhotend) 
ホットエンド                                         
13            1               NEMA 17 - 4kg torque - 40mm     
エクストルーダー用モータ  

1               2               605zz bearings         
ベアリング                             
2               3               Washer M5
3               1               MK7
    エクストルーダー用のドライブギア
4               1               Geared wheels.stl
5               1               M5x30 Hex screw

実は、使わないものが結構ありました。記載のホットエンド、エクストルーダを、簡単に入手できる現行品で代用したためです。また、当時ダイレクトドライブとして開発されていますが、それをボーデン化します。




2020年6月3日水曜日

小ネタ:レーザーカッターの手動昇降 目盛り

表題がすべてですね。
アクリルのベクターカット+ラスターで目盛りを刻んで両面テープで貼り付けました。
レーザーカッターは購入して約1年半ですが、今のところ順調です。

2ミリのアクリル 
カット 10-20% 10-15m/s x2回で切っています。
ラスターは10% 20m/sでやってみました。
フレームの上端からの距離で調整するようにしました。
本機の場合、約25mmで一番きれいに切れます。

板以外のものが切れる・描けるように別の台をこさえるかもしれません。
ベースの合板に台がのっているだけなので、取り外しはとても簡単です。