Arduinoで大型3Dプリンターを自作するステップバイステップガイド

コンポーネントと用品

アルミフレームパイプ (38×38×2mm)	×	1式
アクリル板 (3mm厚)	×	1式
12mm径 スチールロッド (696mm)	×	2本
8mm径 スチールロッド (562mm / 507mm)	×	各2本
SC8UU 8mm リニアブッシュ	×	8個
SC12UU 12mm リニアブッシュ	×	4個
SK12UU リニアレールシャフトロッド	×	4本
SK8UU リニアレールシャフトロッド	×	8本
ピローブロックベアリング 8mm KP08	×	2個
T8 8mm リードスクリュー (ナット付き, 500-550mm)	×	2本
ステッピングモーターカップラー 5mm-8mm	×	2個
GT2 20T フランジプーリー (5mm軸用) + タイミングベルト 4m	×	2セット
NEMA17 モーターマウントブラケット	×	3個
RAMPS 1.4 ボード	×	1枚
A4988 ステッピングモータードライバー	×	4個
光学エンドストップスイッチ	×	3個
電源 12V/20A	×	1台
1.75mm PLA フィラメント	×	1kg
エクストルーダー	×	1個
0.4mm J-head ホットエンド	×	1個
PCBヒートベッド	×	4枚
Arduino Mega 2560	×	1枚
NEMA 17 ステッピングモーター (59Ncm, 2A, 1.8°)	×	5個

必要なツールと機器

ドリルマシン

グラインダーマシン

アプリとオンラインサービス

Arduino IDE

Slic3r

Printrun (Pronterface)

このプロジェクトについて

YouTube動画

このプロジェクトのすべてについては、私のYouTube動画をご覧ください。

26ページのPDFを添付済みです。 必要な部品の数量と寸法が記載されています。「カスタムパーツとエンクロージャ」タブからダウンロードできます。

※すべての購入リンクは非アフィリエイトリンクです。より安い場所で購入してください。参考程度にご利用ください。

3Dプリンター製作で困ったことがあれば、コメント欄でお気軽に質問してください。

必要な電気部品

• Arduino Mega 2560 × 1
• RAMPS 1.4 コントローラーボード × 1
• 光学エンドストップスイッチ × 3
• NEMA 17 ステッピングモーター × 5
• PCBヒートベッド × 4
• E3D v6 ホットエンド × 1
• A4988 ステッピングモータードライバー × 4
• 電源 12V/20A × 1

必要な機械部品

• アルミフレームパイプ 38×38×2mm
• アクリル板 3mm厚
• 12mm径スチールロッド 696mm × 2
• 8mm径スチールロッド 562mm × 2、507mm × 2
• 3mmアルミ板
• SC8UU 8mmリニアブッシュ × 8
• SC12UU 12mmリニアブッシュ × 4
• SK12UU リニアレールシャフトロッド × 4
• SK8UU リニアレールシャフトロッド × 4
• ピローブロックベアリング 8mm KP08 × 2
• T8 8mm リードスクリュー (ナット付き) 500-550mm × 2
• ステッピングモーターカップラー 5mm-8mm × 2
• GT2 20T フランジプーリー (5mm軸用) × 2
• NEMA17 モーターマウントブラケット × 2
• エクストルーダー × 1
• 1.75mm PLA フィラメント × 1kg
• GT2タイミングベルト × 4m

電気部品の簡単な説明

• RAMPS 1.4コントローラーボード: エンドストップスイッチ、ステッピングモータードライバー、ヒートベッド、ホットエンドなどをArduinoと接続するためのインターフェースボードです。
• 光学エンドストップスイッチ: NO/NC(ノーマリーオープン/ノーマリークローズ)タイプのセンサースイッチで、3DプリンターのXYZ軸が端末位置に達したときにトリガーされます。光学式と機械式があり、どちらでも使用可能です。
• NEMA 17ステッピングモーター: 1回転200ステップ(ステップ角1.8°)のタイプを使用しました。
• PCBヒートベッド: 押し出されたプラスチックを温かく保ち、反りを防止します。
• E3D v6ホットエンド: 0.4mmノズルからフィラメントが加熱されて押し出されます。サーミスタ(温度センサー)が内蔵されています。
• A4988ステッピングモータードライバー: ステッピングモーターは12V/24Vで駆動しますが、Arduinoの出力は5V(HIGH時)しかないため、ドライバー回路が必要です。
• 電源 12V/20A: 各ステッピングモーターが相あたり約1.2A消費し、合計5個のモーターを使用するほか、他の電気部品も電流を消費するため、最低20A定格が適しています。

さあ、始めましょう！

フレームの組み立て

まず、CADモデルの寸法に基づいてフレームを組み立てます。各部品の寸法は添付の26ページPDFに必要数量と寸法が記載されています。お好みで寸法を変更することも可能です。その後、すべての部品を組み立てます。詳細はYouTube動画をご参照ください。

電気配線

回路図と配線図に従って、すべての必要な接続を行います。メイン電源には12V 20A DC電源を使用しました。詳細はYouTube動画の30:57〜33:15をご覧ください。

プログラミング

Arduino IDEとMarlinファームウェアを使用します。

• Arduino IDE: https://www.arduino.cc/en/Main/Software
• Marlinファームウェア: https://marlinfw.org/

詳細はYouTube動画の33:18〜37:51をご覧ください。

3Dプリント用ソフトウェア

オープンソースのスライサーソフトウェアには、3D Slicer、Slic3r、Ultimaker Cura、Repetier-Hostなどがあります。私は以下を使用しました：

• Slic3r: https://slic3r.org/
• Printrun: https://www.pronterface.com/

詳細はYouTube動画の38:24〜43:10をご覧ください。

出力結果

すべての作業が完了し、プリンターが印刷可能な状態になりました。添付画像は、私の3Dプリンターで最初に印刷した結果です。