3Dプリンターのステッピングモーターが機能しない：修正しましょう！

私は3Dプリンターの使い方を知っていると思いますが、ハードウェアの潜在的な問題が原因でマシンに障害が発生すると、常に怖がります。スライサーのあいまいな設定を変更するのとは対照的に、機械部品や電気部品を扱うときは、心臓が鼓動をスキップする傾向があります。

遅かれ早かれ、ステッピングモーターが正しく機能しないことに対処する必要があります。あなたが私のようであるならば、あなたは確かに潜在的に不可逆的なことを試みる前にいくつかの研究をすることを好みます。それぞれの原因について詳しく説明しますが、これらはステッピングモーターが適切に機能しない最も一般的な原因です。

3Dプリンターのステッピングモーターは、不十分な電流、配線またはコネクタとの導通の喪失、またはステッピングモータードライバーまたは制御ボードの故障のために機能していない可能性があります。

もちろん、この簡単な要約は、目前の問題を解決することに関してはあまり役に立ちません。それでは、始めましょう！

動かないステッピングモーターを修理する方法

機能していないハードウェアに関連する問題に関して言えば、それらを解決するための推奨される方法は、常に最も単純な解決策から最も複雑な解決策へと進むことです。マシンの電源がオンになっていることを最初に確認しない場合、ファームウェア設定を確認したり、プリンターの詳細構成を変更したりすることは無意味です。ばかげているように聞こえますが、ほとんどの問題は通常、ほとんど些細で非常に基本的なチェックによって解決されます。ステッピングモーターを扱う場合、これは規則の例外ではありません。

モーターが動かない問題の追跡を開始する前に、質問をします。問題はステッピングモーター自体が原因ですか？

多くのユーザーはそれを知りませんが（そしてなぜそうすべきなのですか？）、3Dプリンターのファームウェアは、ホットエンドが冷えているときに押出機モーターが動かないように設定されています。つまり、移動する前に、ホットエンドを最低温度よりも高い温度に予熱する必要があります（安全のために、200度をお勧めします）。

これに気付いたので、その厄介なモーターを修正してみましょう！

ステッピングモーターに電流が流れない

まず、モーターに電流が流れることを確認する必要があります。そのためには、マルチメーターや特定のツールは必要ありません。プリンターの電源を入れて、メニューからモーターを動かしてみてください。

マーリンタイプのプリンタでは、[準備]を選択します 」->「軸の移動 」をクリックして、動作していないモーターの軸を選択します。 X /Y軸で150mm、Z軸で100 mmなど、十分に長い移動を注文します。移動中に手でモーターを動かすことができる場合は、モーターの動作に必要な磁場がモーター内に発生していないことを意味します。電界は電流によって生成されるため、電力の問題である可能性があります。

マルチメータで電源から供給される電圧を確認します。一部のプリンタは12Vで動作しますが、他のプリンタは24Vを必要とします。読み取り値は常に安定している必要があります。電源端子が必要な電圧を供給していない場合、プリンタコンポーネントは故障し始めます。必要に応じて電源を交換してください。

そうしたら、モーター接続プラグが正しく接続されていることを確認し、曲がったピンがないことを確認します。マルチメータを使用して各ワイヤの導通を確認してみてください（以下のビデオはその方法を示しています）。いずれかのワイヤーに障害が発生すると、エンジンが正常に動作しなくなります。導通テストに合格しないワイヤを見つけた場合は、コネクタを交換してください。

ステッピングモータードライバーボードを確認してください

失敗の原因を見つけるための次のステップは、ドライバーを確認することです。通常、 Pololu A4988 使用されている。この小さなボードはステッピングモーターの電力を調整し、制御ボードとステッピングモーターの間のリンクとして機能します。

ドライバーを別のプラグに移動して、そのドライバーを接続したエンジンに問題が転送されるかどうかを確認してください。ドライバーを接続するときは、ピンの向きを正しくする必要があるため、十分に注意してください（「有効」を探してください。 ドライバーとボードの両方をピンで留めて、それらを一致させます）。逆さまに置くと、ドライバーまたはコントロールボードが焼損します。

問題がドライバーにあることがわかった場合は、同じまたは同等のものと交換してください。より静かで長寿命のモデルがありますが、 A4988よりもはるかに高価です。 ドライバー。

次に、制御盤を確認します。 RepRap 3Dプリンターは、多くの場合、 Arduino Megaを使用します。 +ランプ 彼らはあなたが得ることができる最も安くて最も信頼できるバージョンであるので組み合わせ。それでも問題が発生するかどうかをテストするには、別のボードを入手する必要があります。

ノイズの多い/クリックするステッピングモーターを修正する方法

必要なトルクを達成するためにモータードライバーの電圧を上げます

ステッピングモーターが非常に大きなトルク（供給できるトルクよりも大きい）を生成する必要がある場合、モーターは動きを停止しますが、磁場はモーターシャフトの回転を要求し続けます。これは、エンジン内で1回以上の「クリック」として聞こえます。

制御盤には押出機の位置に関するフィードバックがないため、何も起こらなかったかのように印刷が続行され、ステップが「失われます」。これにより、ステップを失うモーターが押出機モーターである場合、オブジェクト内のレイヤー、またはフィラメントが堆積されていないセクターの変位が発生します。

移動軸のステップ損失の最も一般的な原因は、モータードライバーに設定された低電圧です。電圧を上げるために、ドライバーの上部には小さなポテンショメーターがあります。セラミックチップドライバーを使用して、ポテンショメーターを時計回りに回します。同時に、供給される電圧はマルチメータで読み取る必要があります。

必要な電圧は、プリンター、ステッピングモーターの種類、モーターに必要な負荷によって異なります。 Z軸モーターと押出機モーターは、他のモーターよりも多くの張力を必要とすることがよくあります。使用するモーターに応じて電圧を決定する計算を行う人もいますが、私の経験では、これは経験的に行う必要があり、信頼できる動作に達するまで電圧値を上げます。

その他の一般的な原因

• ガイドの潤滑不足 ：これにより、ムーブメントはより大きなトルクを要求します。
• ベルトに過度の張力がかかっている ：ベルトがモーターシャフトを強く引っ張るので、緊張が不要になります。ストラップは比較的きつくする必要がありますが、誇張しないように注意してください。
• 低い押出温度 ：フィラメントが十分に熱くない場合、フィラメントはホットエンドをスムーズに流れず、押し出しに必要な圧力が上昇します。最適な印刷温度を確立するには、温度タワーが最適なテストです。
• バレル冷却の失敗 ：熱が「上昇」した場合 」バレルに沿って、フィラメントが柔らかくなります。フィラメントの上部はピストンとして機能する必要があるため、できるだけ冷たくする必要があります。これが失敗すると、モーターはさらに強制され、ステップを失い、ノズルに詰まりが発生します。ヒートシンクや冷却ファンを追加すると、この問題が解決する場合があります。
• 設定速度が速すぎます ：エンジンに必要な加速は、その能力の範囲内でなければなりません。モーターが動きの要求を満たさない場合、モーターはステップを失います。 X/Y軸はこの問題の影響を最も受けます。
• シャフトのバックラッシュ ：ベルトが緩すぎる場合、またはガイドシステムがわずかなバックラッシュを許容する場合、方向転換の最初のステップが失われ、オブジェクトの歪みが発生します。
• ドライバーの過負荷 ：ドライバーは非常に大きな電流を処理するため、大量の熱を放散する必要があります。このため、通常、アルミニウム製のヒートシンクがドライバーのメインチップに取り付けられています。熱が過剰になると、ドライバーが誤動作し始め、最も頻繁な症状の1つは、モーターのステップの喪失です。これを回避するには、冷却ファンをドライバーに直接向けることをお勧めします。

その他のよくある質問

ステッピングモーターが熱くなりすぎることはありますか？

非常に長い印刷中にモーターに触れると、モーターがかなり熱くなる可能性があることに気付くでしょう。これは、モーターによって生成された電力の一部が機械的エネルギーに変換され、別の部分が熱として失われるために発生します。

モーターハウジングとその内部コンポーネントは、多くの熱に耐えるように設計されていますが、最高温度を超えると、損傷する可能性があります。

ステッピングモーターの最高作動温度は、常に特定のモデルのデータシートに指定されています。特定の値はかなり異なりますが、通常は70°C〜100°Cの範囲にあります。

経験則として、ステッピングモーターに触れられない場合は、明らかに熱すぎるためであると言えます。これは相対的なものですが、良い出発点です。ドライバーの電圧を中間点で調整します。この中間点では、動作は期待どおりですが、温度を上げすぎないようにします。

適切な構成になったら、各ステッピングモーターの値に注意することをお勧めします。ドライバーを交換する必要がある場合は、このテストをやり直す必要はありません。

ステッピングモーターにはメンテナンスが必要ですか？

ステッピングモーターはメンテナンスフリーです。詳細に立ち入る必要はありませんが、一般的な直流モーターとは異なり、摩耗する可能性のあるブラシや接触部品がありません。ほこりや汚れがないことを確認してください。ヘアスプレーを使用してベッドの接着力を向上させる場合は、スプレーする前に必ずすべての電子部品を覆ってください。

ステッピングモーターの交換方法

問題が見つからずにここに到着した場合は、ステッピングモーターが故障している可能性が高く、交換する必要があります。そのためには、NEMA 17の指定（3D印刷で最も使用されている）が取り付けネジ穴の分布のみを指していることを知っておくことが重要です。このエンジンの範囲内には、必要な仕様に一致する場合と一致しない場合がある無数のバリアントがあります。

新しいモーターを購入する前に、以下に関する仕様についてプリンターの製造元に確認してください。

• 動作電圧
• トルク
• 各ステップの回転角度（1回転あたりのステップ数）
• モーターの高さ（前のモーターと同じ場所に収まるようにするため）

推奨製品のセクションを確認してください

当て推量を排除し、どのプリンター、フィラメント、またはアップグレードを取得するかを調査する時間を短縮できる推奨製品セクションを作成しました。これは非常に困難な作業であり、一般的に多くの混乱を招くことがわかっているためです。 。

初心者から中級者、さらには専門家にも適していると思われる3Dプリンターをほんの一握り選択しました。これにより、決定が容易になります。フィラメントとリストされているアップグレードはすべて、私たちによってテストされ、慎重に選択されました。 、したがって、どちらを選択しても意図したとおりに機能することがわかります。