🌈

私の3Dプリンター履歴書

2022/11/17に公開約9,200字

筆者の職種はエンジニアに属しますが、回路設計がメインで機構設計などは専門外です。ですので3Dプリンターに関しては全くの趣味です。当面は3Dプリンターにおける多色印刷について投稿しますが、自己紹介がてらに筆者の3Dプリンター歴など説明しておきます。

長々と書きましたので、目次からご興味のあるところを参照してください。

1.始まりはデアゴスティーニの「idbox!」(2018年4月〜)

2018年頃、筆者はデアゴスティーニにハマっていました。型落ちした全巻セットなどをヤフオクで落札しては組み立てていました。主なものは以下の通りです。

定価の1/10〜1/3程度で落札できたので、手当り次第といった状況でした。そんなとき見つけたのが「週刊マイ3Dプリンター idbox!」でした。全95号のセットを定価の約1/3の5.5万円ほどで購入しました。
https://deagostini.jp/partwork.php?search=&pd=&pld=&ln=&pg=1&year=2015&x=26&y=10&category=

95号の内訳は、

  • 1〜55号で一応完成
  • 56〜75号では各種フィラメントが添付
  • 76〜95号ではヒートベッドや簡易エンクロージャーなどのアップグレード

となっていましたが、結局ヒートベッドやエンクロージャーは作成しませんでした。
というのも、3Dプリンターにそれほど興味があったわけでもなく、他のデアゴスティーニものを作っていたので、ついつい後回しになってしまいました。やはり精度の低さと取り回しの煩雑さ(コントローラとしてUSB接続のパソコンが必要)がネックでした。そんな状況でしたので、後継機種を購入するまでの1年間で消費したフィラメントは1巻分の約1kgにすぎませんでした。

そんな中でも気に入った造形物は、国土地理院のデータを利用した立体地図です。最初伊豆半島や実家のあたりを作成しました。地形マニアでもある知人に見せたらすこぶる感動したので、気を良くして依頼された東京中心部のいくつかの箇所をプリントしてあげました。
https://maps.gsi.go.jp/3d/creating.html


機種は変遷しましたが、立体地図に関しては今でも依頼を受けて作成しています。

デアゴスティーニは一応「雑誌」ですので、毎号CADツールの解説、3Dプリンターの業界、活用例などの紹介はありました。購入時点ですでに3〜4年前の情報でしたが、それなりに役に立ち、

などごく基本的な操作を理解することはできました。

2.Snapmaker2を待ちきれず格安中華マシンを購入(2019年6月〜)

さほど思い入れのなかった3Dプリンターでしたが、なんとなくネットで関連したことを調べているうちに、

  • 3Dプリンター
  • レーザー加工機
  • CNC

の3機能をモジュール交換で実現できるSnapmakerの存在を知ることとなりました。レーザー加工に関しては、仕事先(教育機関)の装置を使わせてもらったことがあり、いつかは自前の装置が欲しいと思っていました。しかし大げさな装置が多く自宅への設置には適さないものばかりでしたが、これなら行けそうだと思いました。

しかも近々クラウドファンディングで2世代目の装置の支援者募集を開始するとのことで本気で考えるようになりました。そして2019年5月の連休明けに開始時間を待って争奪戦に参加しました。運良く一番小型のA150を半額の$599で支援することができました。たしかA150は100台、A250が200台、A350が300台の超狭き門だったと思います。

出荷は半年後の2019年11月とのことでした。いろいろ調べると興味が尽きず、半年先まで待ちきれなくなりました。たまたまAmazonで安売りしていた「Anycubic i3 MEGA」を見つけついつい手を出してしまいました。

https://www.anycubic.com/collections/anycubic-mega-3d-printers/products/anycubic-i3-mega

デアゴスティーニのidbox!に比べ、

  • 造形エリアが広い
  • 筐体の剛性が強く精度も高い
  • タッチパネル式のコントローラも内蔵
  • エンボス加工したガラスベッドは定着もよく温度が下がれば勝手に剥がれる

など、3万円弱の装置とは思えない性能でした。

idbox!の改造に情熱を燃やす方もいて、真似をしてみようと思ったこともありましたが手を出さず正解でした。アクリルの筐体では何をやっても限度はあったと思います。

当初は感動したマシンでしたが、使いこなしていくと色々と粗が気になり始めました。

  • ファンの音が非常にうるさく、同じ部屋内では他のことはできない
  • ベッドが若干湾曲しているようで中央部がやや高い
  • 上記の影響か、1層目が定着しにくいことが時々発生
  • Z方向が長めの造形物では、積層痕がかなり目立つ

やはり3万円の中華マシンの限界かもしれません。このマシンも改造対象としていろいろ事例が公開されていましたが、いずれSnapmaker2がやってくるのでファン交換による静音化だけにとどめておきました。

3.多色印刷に初チャレンジ(2019年10月頃)

積層方向でフィラメントを手動で切り替えて、簡単な多色印刷している例をネットで発見し、これをAnycubicで実現できないかと考えていました。
今でこそPrusaSlicerを使えばGUIで簡単に色替えを指定できますが、当時使っていたスライサーのCuraにはその機能はありませんでした。

ネットの情報を参考に生成したGコードに手を加え、一時停止させるなどしてフィラメント交換してなんとかできました。ロゴの部分の色を変えたつもりですが、層のカウントを間違えてしまい、ロゴの最下層はベース部分と同じ色になってしまいました。ほとんど気づきませんが。

細かい手順は忘れてしまいましたが、手間がかかったことだけは覚えています。結局この1回しか実施しませんでした。手間と得られる結果のトレードオフで、手間が上回っていたようです。

4.多難続きのSnapmaker2(2020年1月〜)

2020年1月にSnapmaker2 A150がようやく納品されました。各軸がモジュール化されており剛性も高く精度も期待できました。

しかし納品4日後にうっかりテーブルから落としてしまい、Z軸を破損させてしまいました。見ての通りグラグラしています。分解してぐらつきを抑えようと努力しましたが完全にはもとに戻りません。
https://youtu.be/zDrhl52_Pyk

自動翻訳の助けを借りてサポートに連絡したところ、モジュール単体で販売してくれるとのことで早速発注しました。

その後は色々プリントしました、やはりこれも不満が出ます。

  • 電源ユニットのファンの音がうるさい
  • オートベッドレベリングの精度が低いのか、定着の悪い箇所がある
  • BuildTak風のビルドプレートは、1層だけのような薄いプリント箇所は剥がすのに一苦労

それだけではありません。

  • 造形中に突然停止して、ヘッドがホームポジションに戻ってしまう

という症状が頻発してきました。
ユーザーフォーラムを見ると、似たような症状の方がいました。そこでサポートに報告したら、ホットエンドを外して接続状態を見てみろと言ってきました。

この機種は、ホットエンドが簡単に交換できるようになっています。コネクタ部分をよく見てみると、ハウジングに収まっているはずのピンが抜けてました。

もともと抜けかかってかろうじて接触していたものが、今回の分解で完全に脱落してしまったようです。コネクタもしくはコネクタ接続時の製造不良と言えます。状況を報告すると代替品を送ると言ってきました。待つまでもなくピンをハウジングに収め、脱落防止のためアセテートテープ(劣化しにくい日東のテープ)を巻いて対処しました。
後日、代替品のコネクタケーブルが予備も含めてでしょうか2個送られてきました。

その後、別途購入したエンクロージャーも納品され、本格的にレーザー加工に挑戦できる準備が整いました、レーザー加工には排気と遮光のためエンクロージャーが必須だったからです(特に集合住宅では)。
まずはエンクロージャーの実力を知るためABSでの造形を試してみました。今までABSは早々に反ってしまい、一度も成功したことがありませんでした。エンクロージャーの有無でどこまで変わるか試そうと思いました。

しかし思いもよらぬことが起きました。途中でX軸の動作が停止してしまうのです。2〜3度試しましたがダメでした。X軸のモジュールに触ってみるとかなり高温になっています。ABS向きにノズルやベッド温度を上げたのも影響しているかもしれません。
https://youtu.be/JgaCI_zQivg

そこでいつものユーザーサポートです。例によって分解してみろと言ってきました。ドライバチップに防熱シートが貼り付けてあるので調べてみろということでした。分解してみると防熱シートは貼ってありました。しかし貼り付ける場所が違います。肝心のドライバチップではなく抵抗らしきチップ部品の上です。これでは防熱の効果はありません。エンクロージャーに入れ、かつABS向き高温設定でドライバチップが熱暴走したのか、もしくは安全方向に機能して停止したのかもしれません。

貼り直して組み立てたところ、今度は問題なく印刷できました。しかし、なにか腑に落ちません。3Dプリントの場合、1軸が停止しても印刷が失敗するだけです。しかしレーザー加工の場合は同じ場所を何度も何度も加熱することになり、最悪火災を起こすかもしれません。先のホットエンドの件といい、製造不良に複数回遭遇して腹が立ってきました。そこで火災の危険の件を強調して代替品を強く希望したら、1週間も要せず代替品を送ってきました。やはり主張すべきと思ったら躊躇しないことでしょうか。クラウドファンディングのEarly Bird(先陣争いまでして支援した人)には、ベータ版を送りつけてきたのかもしれません。

その後、本機種は主にレーザー加工マシンとして使い、3Dプリンターとしてはほとんど使っていません。後述のPrusa MK3Sには一歩(スライサーも含めると二歩?)譲る気がします。

5.いつかはPrusa(2020年7月〜)

Original Prusa i3 MK3Sの存在を知ったのは、Snapmaker2に支援した直後くらいでした。つまりデアゴスティーニのidbox!が完成した1年後です。3Dプリンターの知識が少なかった筆者は、当然ながらネットで情報収集していましたが、Prusaの存在に気が付きませんでした。見た目が格安中華製に似ている(似ているのは中華製の方ですが)ので、Snapmaker2には足元も及ばないと意識の外においていたのかもしれません。ただPrusaに関しては日本語のサイトが少ないのも事実でした。

そんなある日、Prusa i3 MK3Sが納品されこれからの組み立てが楽しみだというTweetが流れてきました。そんなに大げさに自慢するようなものか半信半疑で調べてみると、

  • 見た目以上に高性能
  • 海外では主流と言っていいほどの販売実績
  • キットでも約10万円もする

ということでした。

その後も機会あることにPrusaについて調べたり、本家のサイトを眺めて「いつかはPrusa」と思うようになりました。数10年前、自家用車のステップアップとして「いつかはクラウン」と言うトヨタの宣伝文句が流行っていました。これと同じく、民生用3DプリンターならいつかはPrusaに到達したい、そのためにはスライサーを始めとする3Dプリンターの取り扱いに習熟しなければならないとも思っていました。

そしてAnycubic i3 MEGAを譲渡したのを機会に、2020年7月にPrusa i3 MK3Sのキットを購入しました。このときはすでにidbox!も手放していたので、設置場所はさほど問題ではありませんでした。

組み立ては1日4〜5時間で3日もかかってしまいました。この手の装置の組み立てに自信はありましたが、相当慎重に行ったためだと思います。一発動作と行きたかったのですが、X軸のプーリーの締付け不足で、積層ズレを起こしてしまいました。完成した日には原因がわからず、やけ酒を飲んだ記憶があります。

その後は順調で、

  • 各種スティールシートの追加購入
  • MK3S+へのアップグレード
  • Raspberry Pi Zeroを装着してPrusa Connectによる制御を可能に

など行い現在に至っています。

6.クローンPrusa MINIの製作(2021年6月〜)

3Dプリンターで3Dプリンターを作るいくつかのプロジェクトの中で、VORONには強い興味を持ちました。「いつかはVORON 2.4」と思いつつ小型のVORON 0.1あたりから始めようと思いましたが、当時の価格で6万円近くかかることや造形サイズの小ささが実用的ではないと思い手を出さずにいました。

結局、Prusa MINIのクローンをAliExpressのBrurollsというショップから3万円弱で購入しました。2021年6月のことです。

まずはPrusa MK3Sで樹脂部品をPETGでプリントしました。総量で500g程度だったと記憶しています。

組み立ては本家PrusaのサイトのMINIの組み立てガイドを見て行います。Prusaのマシンでは薄型の四角ナットを多用します。キットによっては、このナットが厚くて樹脂パーツに入れづらいことがあるようですが、幸いにしてこのキットは問題ありませんでした。

金属パーツなどの不足も、ほぼありませんでした。M3のビスが1〜2本足りなかったのですがPrusa MK3Sの余りや予備を使いました。Prusa MK3Sほど時間はかからず完成しました。

起動や初期設定は何ら問題なく、早速試しプリントしました。これもOKです。しかしいくつか試すと1層目の高さがどうも安定しません。1st Layer Caribrationを再度実施しても安定しません。近接センサーのMINDAが不良品なのか、十分に機能していなさそうでした。

結局本家Prusa社から、MK3S+やMINI+へのアップグレード品であるSuperPINDAを購入し解決しました。さらにスムーズシートやSATINシートなども購入し、見た目もPrusa MINIになりました。

実はこれ以外にも大きな問題がありました。LANポートのMACアドレスが設定されていませんでした。通常はLANチップにMACアドレスを書き込んで出荷するものですが、さすが中華製品で、未設定のまま平気な顔をして出荷しているようです。

AliExpressを経由して販売元に確認したら、同じ問題が発生しているので解決したら代替品を送ると言ってきました。結局約束は果たされませんでした。嘘をつくことに何らためらいがないようです。
Prusa Connectの改善で、ネットワーク経由でGコード転送できるようになった現在としては、LANポートが使えないのは痛いですが、我慢するしかありません。

その後は至って順調で、2台目のPrusaマシンとして重宝しています。X軸は片持ち構造なのに精度も十分で、本家同様に動作音が静かなのがお気に入りです。

Discussion

ログインするとコメントできます