DELTA型自作

3Dプリンタの自作。数ある種類の中で「デルタ型」に決めた選定理由

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「そうだ3Dプリンタを自作しよう!」と色々調べてみると、
3Dプリンタはタイプが色々あることを知りました。

自作プリンターの候補として以下の2つに絞り込みました。
選定理由とタイプ別概要をシェアします。

自作3Dプリンター候補選定

第1候補:3DPrintMi型3Dプリンタ

まずは3DPrintMi型。

出典:https://reprap.org/wiki/3DPrintMi

選定理由は、コストが一番安く済みそうで、
左右のアームのおかげでしっかり水平が取れ、精度が出そうだからです。

しかも造形物の大きさも丸パイプの長さ次第なので、
必要に応じてパイプを延長すれば良いので、
拡張性が高い点も、評価のポイントが高いです。

写真の通り鉄柱剥き出しの、露骨な感じはするのですが、
これなら材料はホームセンターなどでも手に入るので、
資材調達がしやすく、広く流通しているものなので、
コストも抑えられそうです。

冒頭の繰り返しになりますが、
経験則からX, Y, Z軸がしっかりしていないと、
モーターの重みで水平が出ず、出力が安定しません。

3DPrintMi型の様に、前後左右上下の軸が安定する構造であれば、
造形物の印刷精度に期待が持てます。

手持ちのPrintrbotは、誰でも手の届く3Dプリンターで、
こじんまりとしたものの造形には問題ありませんでした。

ところが、アームを伸ばし、
造形範囲を7インチから
10インチに伸ばす改造したら精度が怪しくなりました。
造形範囲が伸びたことで作れるものの幅が広がり、
ドローンのフレームなども印刷することに成功はしたのですが、
本来の設計を超えた仕様のため、モーターを搭載した片アームのヘッドが、
軸の可動域ギリギリの箇所では自重でお辞儀をするようになってしまい、
印刷精度上の問題が生じてしまいました。
(厚みのないiPhone Caseくらいの大きさのオブジェクトであれば、
精度の甘さが目立つことがなく満足でしたが、
高さのあるものはどうしても精度の甘さが目につきました)

ほぼ、「自作3Dプリンタープロジェクト」の機種選定は、
私の中で、3DPrintMi型に決定しかけていたのですが、
土壇場で別モデルの「デルタ型」に目移りしました。

第2候補:デルタ型3Dプリンタ

これがそのデルタ型です。

出典:https://reprap.org/wiki/Kossel

見るからに【かっこいい】ですね!

正直はじめは
「うわ、部品多そう」「構造難しそう」と感じたのですが、
写真をよく見て下さい。

柱など同じものを3つで構成されていますよね。
意外にも構造はシンプルなのです。

モーターも3ヶで済むのが、
第一候補の3DPrintMi型と比較して優っているところの一つです。

デメリットは高さ(Z軸)は申し分なくとも、
X,Y軸は第1候補と比べ小さくなるという点です。

丸のガラスを写真で確認できると思いますが、これがステージです。
XY軸はこの円を大きくすれば良いのですが、
あまり大きくしても部屋に置くときに邪魔になってしまいます。

結果自作する3Dプリンターは「デルタ型」に決定!

いろいろ悩んだのですが、
「3Dプリンターを作成したら部屋の一部になるので、
インテリアとしても耐えうるものがいい」という考えに至ったことが決め手で、
自作する3Dプリンターはデルタに決めました。

というわけで私の中で「デルタ作る!」プロジェクトが始動です。

「精度の向上かつ安価に仕上げる」をスローガンとしてを掲げ、
コストは4万以内で収まればOKです。

その心は、市販の完成品は12万、
怪しい中華キットが3〜4万くらいなので、
4万くらい予算を取ればどうにか足りるだろうという、ざっくり見積もりですw

ものつくりプロジェクトは、あたかも1/1プラモデルを作っている感覚なので、
完成しても嬉しいものですが、
それ以上に、色々失敗しながらも前進していく作成の過程が一番楽しかったりします。

そもそもなんで3Dを自作しようと思ったのか?不満点は精度

そもそも何でデルタ3Dプリンターを作ってみようと思ったのかをシェアすると、
3Dプリンターを手にして、はや2年。

ドローンを自作してみたりいろいろやってきましたが、
どうも不満なことがありました。何かというと【印刷精度】です。

所持しているのはPrintrbot Simple 2013(改)

現在所持しているPrintrbot Simple 2013年版は300ドルでAmazon.comで購入しました。
make誌で年間賞をもらうなど、
安価で3Dプリンタ入門機として広まった名作です。

米国では小学校の授業で使用しているところもあるらしくて、
学校単位で購入されていると雑誌で読みました。

先述のように、購入後1年ぐらいしてあら、自分で改造しました。
造形範囲が元々の仕様だとX、Y、Zそれぞれ10cmなのですが、
X,Y,Zの順で、23cm、10cm、15cmと拡大させました。

先述の通りで、アームがモータの自重にたえられなくて、若干傾き、
精度悪化の原因になってしまいました。

3Dプリンターは高い値段=良いものでもない

様々なメーカーから3Dプリンターが出されていますが、
まだどのメーカも「試行錯誤中」といった感じがします。

なので高い値段=良いものとは限りません。

国産で、うん10万の3Dプリンターのレビューを見ても、
「動かない」「精度が甘い」などなかなか厳しい、
激安中華製品のレビューみたいなコメントが書かれていたりしています。

プリンター自体も、
冒頭に例に挙げた2つのタイプのようにオープンソースなので、
そのまんまパーツを集めて組み立てて、製品として販売しているものや、
少し”気持ち分”改造を施されたものが市場に出回っている。

今回の”自作3Dプリンター”と言っても、
おそらくオープンソースが充実して、特にコーディングなど不要で、
パーツさえ手に入れば、普通に動くものができてしまうと考えます。

とはいえ、その経験から学びは多いと考えます。

普段ソフトウェア開発をしているのでですが、モーターなどハード面は疎いです。
たとえ、パーツの組み合わせであろうが、3Dプリンターを自作して動かせたならば、
エンジニアとして自信がつきそうです。

光造形3Dプリンター

投稿当時は3Dプリンターは積層式が一般でしたが、
現在ではより高精度で造形ができる光造形プリンターもお手頃価格で手に入ります。
私も現在は笑っちゃうくらい高い精度のオブジェクトを印刷できる
光造形(LCD)3Dプリンターを愛用しています。

LCD 3Dプリンターを導入と同時に洗浄機&二次硬化マシーン導入のすすめ

レジンに1層1層紫外線を当てて造形していくのですが、
LCDプリンターの導入を考えているのであれば、
同時に洗浄機も導入した方が良いです。レジンをIPAで洗い流す手間がボタン一つで解決でき、
レジンの残を洗い流してくれるので表面も綺麗に仕上がります。

さらに、UVライトの二次硬化機能もついてお日様にオブジェクトを晒す必要もありません。
レジンはアレルゲンなので、洗浄機を導入することによって、

印刷が終了したらステージごとIPAのタンクに入れて洗浄すればOKなので、
なるべく皮膚とレジンとの接触の機会を減らせることも導入のメリットです。

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