2015年10月28日 星期三
2015年1月17日 星期六
DIY 3D PRINTER-自動平台校正
印表機玩了一陣子後，發現平台校正還是列印成敗最關鍵的步驟，雖然經常調校很熟練，但是總是很浪費時間，終於下定決心改裝成自動校正，改裝步驟如下：
1.網路爬...參考台灣3D印表機DIY資訊最豐富的大大（http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/11/reprap-prusa-i3.html）
2.買RC伺服馬達
3.下載3D檔案
最麻煩的是下載的檔案是STL檔，如果照著做沒有問題，想改就要重畫！！我是參考下載檔案重畫，所以...
把東東列印出來，打磨、鑚孔後就給它裝上，按照大大說明的步驟一步一步的作，呵呵！還真的可以動，試著印些高解析度的東東，列印品質還可以，但是有幾個問題是：平台與Z軸補正距離好像每次都有小誤差，且END STOP在補正和提起時伺服馬達會抖動，試著改硬體減少干擾沒有改善，再爬文了解是主控板給伺服馬達的信號會有脈寬不穩現象，由於END STOP在原有設計是在伺服馬達的旋轉圓周上運動，補正時的抖動使每次觸發並不是在垂直平台的點上所以都會有誤差，造成平台補正不能達到良好結果，還有列印時雖然END STOP旋臂已經抬起不會影響列印，但是看著它一直抖，總覺得很沒有科技感，下定決心...改！
我的設計是把懸臂運動改為上下運動，如參考圖
馬達軸套埋人兩個鋼珠和一個磁鐵，開關座埋人兩個磁鐵，利用磁鐵相吸與反轉互斥的原理產生開關座上下運動，鋼珠埋人的目的是延伸馬達軸套內磁鐵的磁力確保鋼珠與軸套及開關座上的磁鐵能在吸附時在同點，可以確保吸附力遠大於開關觸發的反作用力，也能在伺服馬達抖動時不會改變開關下沉的深度，實際組裝爆炸圖如下：
1.網路爬...參考台灣3D印表機DIY資訊最豐富的大大（http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/11/reprap-prusa-i3.html）
2.買RC伺服馬達
3.下載3D檔案
最麻煩的是下載的檔案是STL檔，如果照著做沒有問題，想改就要重畫！！我是參考下載檔案重畫，所以...
把東東列印出來，打磨、鑚孔後就給它裝上，按照大大說明的步驟一步一步的作，呵呵！還真的可以動，試著印些高解析度的東東，列印品質還可以，但是有幾個問題是：平台與Z軸補正距離好像每次都有小誤差，且END STOP在補正和提起時伺服馬達會抖動，試著改硬體減少干擾沒有改善，再爬文了解是主控板給伺服馬達的信號會有脈寬不穩現象，由於END STOP在原有設計是在伺服馬達的旋轉圓周上運動，補正時的抖動使每次觸發並不是在垂直平台的點上所以都會有誤差，造成平台補正不能達到良好結果，還有列印時雖然END STOP旋臂已經抬起不會影響列印，但是看著它一直抖，總覺得很沒有科技感，下定決心...改！
我的設計是把懸臂運動改為上下運動，如參考圖
組裝示意圖
馬達軸套埋人兩個鋼珠和一個磁鐵，開關座埋人兩個磁鐵，利用磁鐵相吸與反轉互斥的原理產生開關座上下運動，鋼珠埋人的目的是延伸馬達軸套內磁鐵的磁力確保鋼珠與軸套及開關座上的磁鐵能在吸附時在同點，可以確保吸附力遠大於開關觸發的反作用力，也能在伺服馬達抖動時不會改變開關下沉的深度，實際組裝爆炸圖如下：
爆炸示意圖
運作時伺服馬達還是吱吱叫，但是END STOP開關深度完全不會改變！開關測試完會收起來，酷吧！看影片就知道了，列印品質非常滿意！呵呵！
實際運作影片
順便提一下，我已經把平台的彈性結構全部拆了，改成固定式，底部亞克力板改成玻璃，避免熱變形，改成玻璃後平台重量增加，要把Y軸步進馬達電流稍微調大一些才不會因為慣性增加導致失步，皮帶也要再調緊點。
2015年1月1日 星期四
DIY 3D PRINTER-改良篇-2
列印大工件耗費時間，供料系統如果發生異常會造成毀滅性的失敗，所以供料系統有必要改良！
改良項目：
1.擠出機進料喉管散熱：用厚紙板折出氣流引導框架將12V CPU散熱風扇安裝在喉管側，風扇開放側粘一片導流葉片防止氣流對工件散熱。
2.料卷架：安裝金屬支架、列印軸桶、列印導管架座、木桿、列印導管架、滾輪（窗簾拉線垂重拆的，如果沒有也可用列印產出）
3.LCD外殼：安裝於亞克力門框上方便檢視及設定。
這些改良完成後就可以列印了！哈哈！！
改良參考
改良項目：
1.擠出機進料喉管散熱：用厚紙板折出氣流引導框架將12V CPU散熱風扇安裝在喉管側，風扇開放側粘一片導流葉片防止氣流對工件散熱。
2.料卷架：安裝金屬支架、列印軸桶、列印導管架座、木桿、列印導管架、滾輪（窗簾拉線垂重拆的，如果沒有也可用列印產出）
3.LCD外殼：安裝於亞克力門框上方便檢視及設定。
參考部件
DIY 3D PRINTER-改良篇-1
機器組裝調校好開工列印，製作大成品有一個問題一定會出現就是邊緣會翹起！怎麼辦？
問題的原因是塑膠冷卻時會收縮，應力會把底層列印的材料邊緣拉起，要解決這個問題首先就要想如何把底層固定抵抗收縮應力，網絡上有很多方法如：貼藍膜、涂口紅膠...這些方法都有效果但是都要花錢而且是消耗性的，長期下來開銷也蠻可觀的，我的看法是改善加熱板的熱傳導效能更能有效解決問題。
原因：加熱板是FR4PCB本身平整度不是很好，玻璃平整度很好，兩者疊合間有很多空隙，空氣的熱傳導不好會變成加熱板SENSOR溫度回饋與玻璃表面溫差很大，有可能大於30度，意味著你設定70度時，玻璃面溫可能只有40度，工件沒有較高溫度就會失去貼合力，翹起就會發生，如果只是提高設定溫度會有改善但是環境溫度變異還是很容易造成失敗如冷卻風扇啟動、冷氣或電扇風...都有可能會造成失敗，原因歸咎於加熱器於散熱面熱阻太大，加熱器無法快速補償玻璃面溫所致，改善熱阻是最直接的辦法！
方法(A)：（失敗可以重來！用高熱可以分離！用甲苯清潔！）
1.準備材料：凡立水、甲苯（油漆行買）
2.用甲苯擦凈PCB及玻璃面。
3.倒少許凡立水在PCB上將玻璃放上去，會看見凡立水範圍擴散，用手加壓看凡立水量是否足夠擴散到所有貼合面，擴散時可能會有氣泡，可以掀開再慢速貼合，避免大的氣泡被包在夾層內，會影響熱傳導也會造成日後加熱時貼合失敗。
4.PCB下玻璃上放置在厚書本上，調整玻璃位置在玻璃中心用重物加壓一天，隔天貼合面就會半乾，啟動機器對加熱板加熱80-120度2-3小時或更久，可以按壓邊緣溢膠確認固化程度，確認固化後關電讓它自然冷卻就完成了。
油漆行買的凡立水只能加熱70度（適合PLA），超過會分離，如果要加熱120度可以到化工材料行買耐高溫的凡立水。
方法（B)：（失敗就...沒救了！AB膠解不開！甲苯也沒用！）
1.準備材料：耐高溫AB膠、甲苯（特力屋買）
2.用砂紙磨花玻璃面，用甲苯擦凈PCB及玻璃面。
3.A膠與B膠分別用刮刀塗佈在PCB及玻璃面，盡量薄。
4.PCB下玻璃上放置在厚書本上，調整玻璃位置在玻璃中心用重物加壓10分鐘就完成了。
兩個方法我都試過，方法（B)比較好，因為我買了耐300度的AB膠，PLA及ABS都可以用。
另一個改良是把PCB加熱面直接與玻璃貼合，這個會需要烙鐵焊錫，還要有些電子基礎，會有點麻煩，但是加熱板面溫與設定只有5度溫差，而且加熱速度快會有很好的溫度補償，作超大工件時完全不會翹起！！！我試了180x180x8mm的工件非常滿意！
方法：
1.將PCB中央的熱敏電阻、邊上的LED及電阻解焊，清除焊點上的錫，不能凸起。
2.移植熱敏電阻到另一面有線路在靠近中央處刮開線路防焊把熱敏電阻焊接好。
3.移植LED及電阻到另一面，因為有玻璃擋住，只能利用邊上焊點橋接所以需要有跨接線。
問題的原因是塑膠冷卻時會收縮，應力會把底層列印的材料邊緣拉起，要解決這個問題首先就要想如何把底層固定抵抗收縮應力，網絡上有很多方法如：貼藍膜、涂口紅膠...這些方法都有效果但是都要花錢而且是消耗性的，長期下來開銷也蠻可觀的，我的看法是改善加熱板的熱傳導效能更能有效解決問題。
原因：加熱板是FR4PCB本身平整度不是很好，玻璃平整度很好，兩者疊合間有很多空隙，空氣的熱傳導不好會變成加熱板SENSOR溫度回饋與玻璃表面溫差很大，有可能大於30度，意味著你設定70度時，玻璃面溫可能只有40度，工件沒有較高溫度就會失去貼合力，翹起就會發生，如果只是提高設定溫度會有改善但是環境溫度變異還是很容易造成失敗如冷卻風扇啟動、冷氣或電扇風...都有可能會造成失敗，原因歸咎於加熱器於散熱面熱阻太大，加熱器無法快速補償玻璃面溫所致，改善熱阻是最直接的辦法！
方法(A)：（失敗可以重來！用高熱可以分離！用甲苯清潔！）
1.準備材料：凡立水、甲苯（油漆行買）
2.用甲苯擦凈PCB及玻璃面。
3.倒少許凡立水在PCB上將玻璃放上去，會看見凡立水範圍擴散，用手加壓看凡立水量是否足夠擴散到所有貼合面，擴散時可能會有氣泡，可以掀開再慢速貼合，避免大的氣泡被包在夾層內，會影響熱傳導也會造成日後加熱時貼合失敗。
4.PCB下玻璃上放置在厚書本上，調整玻璃位置在玻璃中心用重物加壓一天，隔天貼合面就會半乾，啟動機器對加熱板加熱80-120度2-3小時或更久，可以按壓邊緣溢膠確認固化程度，確認固化後關電讓它自然冷卻就完成了。
油漆行買的凡立水只能加熱70度（適合PLA），超過會分離，如果要加熱120度可以到化工材料行買耐高溫的凡立水。
方法（B)：（失敗就...沒救了！AB膠解不開！甲苯也沒用！）
1.準備材料：耐高溫AB膠、甲苯（特力屋買）
2.用砂紙磨花玻璃面，用甲苯擦凈PCB及玻璃面。
3.A膠與B膠分別用刮刀塗佈在PCB及玻璃面，盡量薄。
4.PCB下玻璃上放置在厚書本上，調整玻璃位置在玻璃中心用重物加壓10分鐘就完成了。
兩個方法我都試過，方法（B)比較好，因為我買了耐300度的AB膠，PLA及ABS都可以用。
另一個改良是把PCB加熱面直接與玻璃貼合，這個會需要烙鐵焊錫，還要有些電子基礎，會有點麻煩，但是加熱板面溫與設定只有5度溫差，而且加熱速度快會有很好的溫度補償，作超大工件時完全不會翹起！！！我試了180x180x8mm的工件非常滿意！
方法：
1.將PCB中央的熱敏電阻、邊上的LED及電阻解焊，清除焊點上的錫，不能凸起。
2.移植熱敏電阻到另一面有線路在靠近中央處刮開線路防焊把熱敏電阻焊接好。
3.移植LED及電阻到另一面，因為有玻璃擋住，只能利用邊上焊點橋接所以需要有跨接線。
DIY 3D 印表機-平台調校篇
我的Prusa i3組裝好了，但是不急著開工，因為最關鍵的工作是調校，沒有良好的校正一定不會有好的列印結果！
調校步驟：（不要開啟電源！很重要！！）
1.皮帶鬆緊度調整：如何調到適當的力道？原則上皮帶頭端、中段、尾端呈現直線狀，輕輕按壓會有彈性就OK了，不要刻意加強，這樣會把列印的結構件蹦壞！也不要刻意放鬆，這樣會使列印過程中可能會產生錯位！
2.平台X方向與X軸平行粗調：調整平台四角彈簧壓縮在1/2長度位置，透視X軸光桿與平台後緣邊檢視平行度，單邊抬高Z軸調整牙條上的螺帽，調整到透視平行為止,透視X軸光桿與平台前緣邊檢視平行度，調整平台前左右螺絲到透視平行為止。
3.平台Y方向與X軸平行粗調：用三角尺抵住X軸光桿後下移接觸平台，平台與尺邊接觸的方向左右同步下調，開放邊則上調，調整到尺邊與平台沒有間隙為止，再利用步驟2檢視有沒有平行偏移。
4.各軸END STOP開關位置粗調：X軸開關啟動位置定在擠出頭接近平台左側目視約5-10mm處不要鎖太緊，Y軸開關啟動位置定在擠出頭接近平台前側目視約約5-10mm處不要鎖太緊，Z軸開關啟動位置定在擠出頭接近平台面10mm以上不要鎖太緊。
5.Z軸END STOP開關位置微調：開啟電源執行Auto Home，下修Z軸END STOP開關位置，重複執行Auto Home+下修Z軸END STOP開關位置，調整到擠出頭幾乎觸碰平台面（側看擠出頭與平台面會有小縫隙0.1-0.2mm）。
6.列印範圍調整及平台微調：
A.移動到（X=180,Y=0)處側看擠出頭與平台面縫隙，調整到與原點一樣。查看擠出頭與平台右邊與原點時左邊間距是否約略相等，可以調整X軸END STOP開關位置往間距大的方向調整左右間距差的一半就可以鎖緊。
B.移動到（X=180,Y=180)處側看擠出頭與平台面縫隙，調整到與原點一樣。查看擠出頭與平台右邊與原點時左邊間距是否約略相等，可以調整Y軸END STOP開關位置往間距小的方向調整左右間距差的一半就可以鎖緊。
C.移動到（X=0,Y=180)處側看擠出頭與平台面縫隙，調整到與原點一樣。
D.執行Auto Home，調整到與原先一樣間隙。
反復執行ABCD大概要來回2-5次會調整到一致的縫隙，稍微下調Z軸END STOP開關位置，執行Auto Home，調整到擠出頭剛好觸碰平台面，再執行ABCD確認有沒有間隙或擠壓平台，都沒問題就大功告成了。可以準備開始列印了...!?
參考圖
靠！機車嘞！怎麼調好后開始印就失敗了？！
原來是加熱板搞的鬼！如果不開加熱板，調好的平台不會有偏差，但是如果啟動加熱板就會偏差，因為熱會使物體膨脹，也會使亞克力平台軟化下沉，下沉的深度與加熱溫度成正比。
所以要是有啟動加熱板必須預熱加熱板，在設定的溫度下調校平台才會有好的結果！！！
平台校正真的好煩，還好馬林有支援自動平台校正，嗯！自動校正才是王道！再上網爬...待續！
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