【3DP】3dp21開梱_HICTOP 3dp-11メイン基板交換修理<温調で半日>

アマゾンから1日で3dp-21と3dp-11の、メイン基板とホットエンド部品が到着しました。どれから始めようかと考えたのですが、
3dp-11の修理を上げて、プリントが無事できる状態にしてから、3dp-21の組み立てにはいることにしました。何しろカーボンフィラメント用のすべての条件を合わせるのに何か月もかかって仕上げてある3dp-11の改造機なので、これが壊れていたらMFT2018出展作品が作れなくなってしまうので、最優先で3dp-11の復活に全力を挙げました。結局半日がかりでなんとかプリント開始となりました。
●3dp-21開梱だけ
朝10時過ぎにクロネコが届けてくれました
3dp-21の箱小さいです。左は3dp-11の交換基板がはいっている箱

まずは、3dp-11修理部品です。メイン基板と12V用ホットエンドヒーター2セット、ホットえんど5本、スロートは、カーボンファイバー用にHICTOP用ではないPTFEがΦ4外径の太いタイプを使って
ます。

[EMY] 3Dプリンター ノズル スロート チューブ 1.75mm フィラメント MK8 Makerbot RepRap M6 * 30mm 5本 セット



●3dp-21開梱
板金部品にサブ組されているキットでした。これなら簡単に組立られそうです。3dp-11の時は3日間かけて組立ましたが、3dp-21は半日くらいでできそうな感じです。

マニュアル類はなく、1枚部品表、μSDのUSBドングルにマニュアルとCURAが入ってました。

3DP-11より製品として完成度が高い感じです。

エクストルーダが板金とアルミでがっちりしていますが、
ギアとベアリング式なのでABSのスリップは改善されてないようです。三次元工房の送りドライブに交換しようと思いますが
まずは、純正ドライブで送り能力をみたほうがいいかもしれません。

●3dp-11の基板交換備忘録<半日がかりの大作業となりました>
■やったこと
①基板の動作確認とファームウェア書き込み
②故障した基板の再確認と配線の記憶<30分>
③故障基板をはずして新基板をとりつけ<10分>
④課題のエクストルーダ温調の応答性精度実験<4時間>
⑤全体の配線をしてメカ系が全部動作するか確認<30分>
⑥ホットエンドを取り付けて、最終温度調整確認と吐出確認<15分>
⑦ベッド平行出しと自動レベリングのギャップ調整<30分>
⑧カーボンフィラメントの吐出テストとSimplify3dでのエクストルーダ送り倍率設定(通常は1前後だがカーボンは3.3倍)<30分>
⑨プリント開始(20時頃から)<5時間弱予定>

ということで、一日かかってようやく3dp-11回復してプリント開始となりました。
●基板のチェック<温調表示されない故障が新基板で治っているかを確認するためにおこないました>ファームは、上位機種のものでしたが、温度表示はするので、そのまま使いました。
基板を袋からだしたらホットエンドのサーミスタコネクタとベッドのサーミスタコネクタだけさして、USBケーブルをさして、PCと接続します。サーミスタ付近を指で触れると温度が30数度くらいになりましたのでOKです。

●温調の実験
●基板へファーム書き込み
基板を袋から出して、LCDパネルとUSBをつなげばファームは転送できます。基板に入っているファームは、上位機種のものらしくWヘッド仕様でエクストルーダ温度表示が2個とベッドが1個と温度だけで3個表示してました。
HICTOPのHP DOWNLOADから3dp-11とか3dp-12のファーム .hexファイルをダウンロードしてきます。
https://www.hic3dprinter.com/pages/firmware私のは、オートレベルセンサがついてるので、3dp-11だけど3dp-12のファームを書き込みました。書き込みソフトは、CURAです。普段は、Simplify3dを使っているのでCURAはここ2年ほど使ってなかったので、上記ダウンロードページからおとしてインストールしてからファーム書き換えにつかいました。
書き換え方は、まずCURAに新しいマシンを登録します。
メニュー:Machine->Add newMachine押->Next押->Other●->Next押->PrusaMendeli3●->Next押->Finish押
でマシンの登録が終わらして、
メニュー:Machine->Install custom firmware押->hexファイルを選んで開く->USBがつながっていれば、自動的にファーム転送棒グラフが動いて転送中ー>終わる、終わるとLCDがリセットされて新しいファームの画面になる。

●温度調節の確認実験
(発火、発煙の危険があるので、手間でも異常故障のあとは
きちんとやることにしました。)
HICTOPのホットエンドは、ぼろいので、取り外しを頻繁にやっていると、いろいろなところが緩んだり外れて温調に不調をきたします。大丈夫か確認のために以下の手順をふんでじょじょに確認実験を数時間かけて行いました。
①新しいホットエンドのセットを基板に接続して、プライヤではさんで輪ゴムで固定して目視しながら温度実験できるようにする
熱伝対温度計からサーミスタの止めねじ穴に熱電対をさしこんでサーミスタ付近の温度を温度計でモニターできるようにする
(煙や発火の危険があるので、目視と温度モニターで万一ファームが暴走しても気づいて電源を落とせるように準備する)
昔の基板はホットエンドヒーターの電源は、右端のE1端子2個だったのですが、ちっとも通電しないので、隣のE0端子をテスタであたったら通電時に12V出力でてたので、E1端子にヒーター電源接続しました。どこにも書いてなくてアマゾンのユーザー評価欄で皆さん書いてありました。HICTOPに関しては、アマゾンユーザー欄が一番詳しそうです。

プライヤは水道栓を交換するときのものです。ホットエンドを頻繁に分解するので、ペンチとプライヤでつかむのが安全で効率がいいです。240度にあげてカーボンフィラメントの様子をみたりするので、プライヤで固定するのが便利です。

プライヤをゴム輪でしめておきます。

熱電対は、サーミスタ止めねじの穴に差し込みます。

■実験結果
1回目:50℃まで上げてみます。オーバーシュートで75度まであがりますが、数分で50℃までさがります。サーミスタの応答が遅く熱電対より10℃も下の温度でした。最終的には、3℃くらい高い温度でおちつきました。
2回目:100℃まで上げます。オーバーシュートが115℃まであがりますが、戻りは早いです。やはりサーミスタは応答が遅く熱電対と3℃くらい差がでます。
3回目:160℃まであげます。煙がもうもうとあがりますがこれは、部品についていた油分とかゴミが燃えるみたいで、しばらくすると煙がでなくなります。怖いのでしっかりと目視しながら温度計の温度が異常にならないか見てます。
4回目:240℃まで上げます。サーミスタはやはり遅くてオーバーシュートで熱電対が250℃まで上がっているのにサーミスタはまだ240℃に届いてない状態でした。最終的には、240℃になりましたが、精度的に±5℃くらいみておいたほうがいい感じです。ですので、255℃まであげるとPTFE管が解けますので、250℃MAXで管理します。
プライヤ固定で240℃までOKとなったので、エクストルーダに固定して、同じようにじょじょに温度を上げていって、温度制御がキチンと動作するか確認します。
●温度制御がおかしくなる原因
①サーミスタの締付が緩む
ガラスのサーミスタを止めねじで挟み込んである構造なので
理屈上でも次第に緩む可能性がありますので、分解したときに 急に緩んでそのまま使っていると接触がゆるんで温度が低く感知されるようになって、異常高温の原因になります。
②ヒーター止めネジの緩み
これも上記同様に熱の伝達が悪くなるので、温度がちっともあがらないことになります。
③接触不良
サーミスタ線切れやすいので、ゆらしたら温度がふれてー19度表示になったら断線しているので、新品に交換したほうがいいです。今回の基板故障もサーミスタのショートが原因ではないかと類推します。

●カーボン用設定
カーボンフィラメントは、流動性が非常に悪いので、PTFEチューブとの摩擦で圧力がノズルまで届きません、そのためエクストルーダでめいっぱい押し込まないと吐出しません。
対策としては、
①吐出速度を落とす=>400mm/min以下です。
②エクスストルーダの吐出設定をめいっぱい上げる
=>ノズル直径0.4mm、射出乗数3.3倍射出幅 自動
②1層めは、プリント速度を20%までおとして、さらにレイヤ高さ300%レイヤー幅150%とこれでもかといくらいに吐出させて、塊をベッドに落としていきます、
③リトラクトはしない=>カーボンのでにくさがあるので、リトラクトすると無駄な抵抗を増やしますので、リトラクトは無しで設定します。そのおかげで、糸ひきだらけの造形結果になりますが、あとできれいに切り取れば大丈夫です。
④インフィル99%=>ロードセルをつくるので中身が詰まってないと応力がでてきません
⑤ホットエンド温度245℃、ベッド65℃
めいっぱい温度を上げて流動性をあげます。

●ギャップ調整
カーボンは出が悪いので勢いがないのでギャップが0.2mm以上離れていると密着しませんので、狭い設定にします。
0.1~0.2mmでぎりぎり調整しないと1層目がくっつかないので、自動レベリング補正に微調整冶具をつけて0.05mmレベルでギャップ調整をしてます。PLAやABSではシビアなギャップ調整いらないのですがカーボンをつかいこなすには
大変なギャップ調整があって苦労をします。そのために下記の改造をしてあります
①平行出しがしやすいようにベッドの4隅の蝶ネジを表にだしてあります。そのために、ヘッドがぶつからないようにプリント範囲を120x150まで狭くして、さらにアルミベッドの上に3mmのアルミ板を接着させてかさ上げしてあります。それで蝶ネジがヘッドにあたらないようになってます。XとYのHOME位置もずらすためにフラグ板を作って継ぎ足しました。
すきまゲージで0.5mmをつかって平行出しをして自動レベル調整の微調整を下げて0.25~0.1mmまで自動調整がおさまるようにします。

【3DP】レベリングセンサ用微調整マウント作った<調整精度上がった>

●以後
プリントが終わったら、明日から3dp-21の組み立てを開始します6分力計もTS7を造形して組立評価して進めます。ドリフト補正も相当基礎的なところまで詰めていかないとダメなのでTS7と並行して進めます。


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