ローエンドの FDM 3D プリンターを改善する方法

数年前まで、3D プリントの世界で始めるための唯一の選択肢は、多くの場合、コストが手の届かない商用家庭用プリンターを購入するか、3D を組み立てるために必要な部品やコンポーネントを入手することでした。 RepRap プロジェクトのプリンター 、キット形式または個別のいずれか。この最後のオプションは非常に手頃な価格でしたが、組み立て、プログラミング、キャリブレーションの両方で高度な知識と専門知識が必要でした 良い結果を得るために。これは多くのユーザーにとって大きな障壁でした その目標は、3D プリンターの構築とキャリブレーション プロセスではなく、3D プリント プロセスを開始することのみでした。

画像 1:RepRap メンデル プリンター。出典:reprap.org

しかし、それは変わりました。現在組み立て済みで構成済みの FDM 3D プリンタを非常に低価格で購入できます . Creality、Tevo、Anycubic、Artillery、または Geeetech などのブランドは、シンプルですぐに使えるプリンターを 500 ユーロ以下、場合によっては 300 ユーロ以下の価格で製造しています。

このタイプの 3D プリンターの大部分は、通常、非常に低品質の機器です。 、一般的な失敗があり、多くの場合実際には使用できませんが、優れた費用対効果を達成し、ソーシャル ネットワークで良いレビューを独占しているモデルがいくつかあります。

画像 2 エンダー 3 プリンター。ソース:creality3dofficial.com

Creality の Ender 3 や CR-10s、Artillery の Sidewinder X1 などのモデルは、多くのユーザーにとって 3D プリントの世界への入口となっています。このタイプのプリンタの制限を認識してください。

コスト削減と制限。

これらの 3D プリンタの一部はコストパフォーマンスに優れていますが、このような低価格を実現するには、特定のコンポーネントの品質を犠牲にする必要があります。

一般に、これらのプリンターの主な弱点は次のとおりです。

• フレームの品質と安定性
• 印刷ベースの品質。
• ホットエンド。
• エクストルーダー。

このタイプのプリンターの所有者の中には、より複雑なプリントやより高度な材料に飛躍したいと考えている人が、自分の 3D プリンターが適切な温度に到達できない、またはエクストルーダーが柔軟な素材を正しく引っ張れないことに気付いています。素材 .このような場合、多額の投資を伴うより高品質のプリンターに飛躍するか、それとも他の種類の材料を使用せずに現在の品質に落ち着くかという問題が生じます.

画像 3:オリジナルの E3D とクローン ノズル。出典:Hackaday.com

ただし、中間的な解決策があります: 弱点を改善し、特定の重要なプリンタ コンポーネントを高品質のものにアップグレードする ハイエンドのプリンターで使用されているもののように。このようにして、印刷品質が大幅に向上し、利用可能な材料の範囲が拡大されます。

フレームまたは構造の品質と安定性

一般に、これらのプリンタのフレームは通常軽量で、場合によってはあまり頑丈ではありません .これは最も経済的なもので特に顕著です 、多くの場合、プラスチック構造部品の使用が乱用されています.

画像 4:Geeetech i3。出典:geeetech.com

これは、印刷品質に影響を与える振動を発生させずに高速と加速を達成することは不可能であることを意味します。 .おそらく、これはそれほど重要ではない弱点です。各 3D プリンターの速度制限を把握し、印刷速度をそれ以下に保つことで、振動はほとんど存在せず、印刷品質は良好になるからです。 .印刷されたパーツを使用して 3D プリンターの堅牢性を向上させたり、振動を最小限に抑える頑丈なベースに 3D プリンターを固定することで安定性を向上させたりすることもできます。

印刷ベッドの品質

必ずしも大きいほど良いとは限りません。 プリンタでの印刷量が多いほど、高品質のコンポーネントを使用することが重要になります .おそらく、これが最も明確に見られるのは印刷ドックです。現在、これらのプリンタの多くは、2 ～ 3 mm 厚のアルミニウム シートで作られたベースと、その表面にプラスチック シートが含まれています。 25 cm 未満のベースでは、アルミニウム プレートの平坦度は通常非常に良好です 、大判 3D プリンター 底辺が 40 cm または 50 cm 通常、底辺の平坦度が低い 、特に厚さが 4 ～ 5 mm 未満のものでは。この場合、それらが完全に水平であっても、付着の問題またはベース全体への印刷の不可能性が通常発生します。

プリンタを購入する前に、必要な印刷サイズを現実的に把握しておくことをお勧めします。 私たちのニーズを満たす最小のサイズを選択してください。ほとんどの場合、20 cm x 20 cm または 25 cm x 25 cm のベースで十分です。

ただし、大判プリンターが本当に必要な場合や、平面度の低い小さなベースが見つかる場合もあります。 .このような状況では、ソリューションは非常にシンプルで安価です。 低品質のベースを改善するために、ベースと同じサイズのクリスタルを購入して、ベースの上に直接置くことができます . 結晶は通常、ほぼ完全に平坦です 、アルミニウムベースよりはるかに優れています。さらに、完璧なベースを実現するために、オリジナルまたは PEI Buildtak シートをその表面に配置できます。 これにより、ピースが確実に密着します。

画像 5:BuildTak アドヒアランス ベース。ソース:Buildtak.com

印刷ベースを 310 mm まで改善するもう 1 つの非常に興味深いオプションは、BuildTak FlexPlate や Ziflex ベースなどの高品質の磁気ベースを取り付けることです。 .これらのタイプのベースは、元のベースの平坦性と接着性を向上させるだけでなく、印刷されたパーツの除去も容易にします。

画像 6:Ziflex フレキシブル ベース。出典:Zimple3D.com

ホットエンド

これらのプリンタのほとんどは、ブランドのホットエンドからの低品質のクローンを使用しています E3D V6 や E3D 火山など。 美的には同じように見えるかもしれませんが、内部的には何の関係もありません .オリジナルの V6 ホットエンドとは異なり、これらのクローン ホットエンドはオールメタルではありません。 、しかし、フィラメントは低品質の PTFE チューブを介して駆動されます。これは、多くの場合、ホテルの冷房が理想的ではないという事実と相まって、これらのプリンターは印刷温度が 260 ºC 未満の印刷材料に限定されていることを意味します。 .さらに、ジャムとヒート クリープの確率が増加します 高品質のホットエンドと比較して。

画像 7:オリジナルの V6 とクローン。出典：spiritdude.wordpress.com

Creality などの他のプリンタは独自のホットエンドを使用 、高品質のコンポーネントですが、それでも印刷温度が 255 ºC 未満の材料の使用に限定された基本モデルです。

<強い>

画像 8:オリジナルの Creality ホットエンド。出典：creality.com

安価なプリンターのホットエンドの更新 可能な最も重要な改善の 1 つかもしれませんが、最も複雑な改善の 1 つになることもあります . シリアル ホットエンドが E3D や Slice Engineering などの認知されたブランドの 1 つのクローンである場合、最良の選択肢はシンプルで、元の同等品と交換することです .これは、高品質のホットエンドを使用することの改善を意味するだけでなく、各エコシステムのすべてのスペアパーツとアクセサリーを手に入れるための扉を開きます 、3D プリントの世界で前進したい場合、長期的に非常に重要なものです。この場合、唯一の複雑な点は、サーミスタを交換するときにプリンタのファームウェアを変更する必要があることです。 .更新するプリンターがファームウェアの変更を許可しているかどうかを知ることが重要です。そうでない場合は、シリアル サーミスターを維持する必要があります。

ホットエンドが独自に設計されている場合、プロセスは複雑になる可能性があります .簡単に交換できる高品質の同等品がない場合、E3D またはスライス エンジニアリング ホットエンドに対応するために、新しい部品を再設計して製造する必要がある場合があります。 このプロセスは、多くのユーザーにとって非常に複雑になる可能性があります。

画像 9:エンダー 3 へのモスキートの適応。出典:thingiverse.com/brotherchris

ただし、Creality 3D プリンタのユーザー向けに簡略化されています Tevo Tornado、TronXY X5S、Alfawise U20、Lotmaxx SC-10 など、同じホットエンドを使用する他の 3D プリンタ。

アメリカのブランド MicroSwiss Creality ホットエンドと完全に互換性のある高品質の全金属製ホットエンドを開発しました。 このホットエンドを使用すると、最高 285 ºC の温度でフィラメントを簡単に印刷できます 、グレード 5 チタン ヒートブレークで構成されています 、高品質のヒートシンクとニッケルメッキの真鍮ノズル .さらに、さまざまな材質と直径の互換ノズルを幅広く取り揃えています。 .

画像 10:Creality プリンター用の MicroSwiss Hotend All Metal。出典:Microswiss.com

エクストルーダー

これらのプリンターの多くは、高品質のエクストルーダー クローンを使用しています。 ただし、前のケースと同様に、外観は似ていますが、パフォーマンスははるかに低くなります。 エクストルーダーのアップグレードは、ホットエンドと並んでおそらく最も重要な改善です 、および最終的な印刷品質に最も影響を与える可能性があるもの .一方、多くの場合、これは最も複雑で、最も多くの投資を必要とするものです。

ここで、次の 3 つの状況が発生する可能性があります:

• ダイレクト エクストルーダー プリンター
• Bowden エクストルーダー プリンター
• Bowden エクストルーダー プリンターをダイレクトに変換

ダイレクトエクストルーダー付きプリンター

このケースは、ホットエンドのケースに似ています。 Titan Aero や Bondtech BMG などの有名なブランドのクローンがプリンタにある場合、最適なオプションは元の同等品です。 ただし、この場合はより慎重に互換性があることを確認する必要があります。 .ほとんどの場合、寸法が元の同等品と同じであるホットエンドとは異なり、エクストルーダーには設計の違いがあり、直接交換することはできません。 E3D や Bondtech などのほとんどのブランドは、Web ページで押出機の設計図と寸法を提供しています。また、これらの押出機の正確なモデルをメインの 3D ファイル リポジトリで簡単に見つけることもできます。 3D プリンターのエクストルーダーを測定し、元のエクストルーダーと比較して、簡単に交換できることを確認することをお勧めします。

画像 11:タイタン エアロのクローン。ソース:Aliexpress.com

エクストルーダーが独自の設計の場合、プリンター キャリッジを適合させる必要があります . デザインはメインの 3D ファイル リポジトリで見つけることができ、高品質の押出機に適合します Titan Aero などの 最も一般的なプリンタ いくつかの Creality のもののように。新しいキャリッジを設計する必要がある場合は、元のエクストルーダーを新しい E3D Hemera に交換することをお勧めします。統合された T スロット マウント システムにより、どのプリンターにも簡単に統合できます。