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RepRapコミュの[1]ホットエンド&ザ・フィラメンツ

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熱溶融射出ヘッド(ホットエンド)は、RepRapの歩みの中でも最初期から重要なテーマとなっている部分です。その性能の優劣が出力の品質にダイレクトに反映するからです。こちらはそのホットエンドとフィラメントにフォーカスしたスレッドです。

(写真は左からLulzBot Budaschnozzle v1.3、J Head Nozzle Mk V、Prusa Nozzle)

わからないことはまず頑張って調べていろいろやってみましょう。
パーツの設計、リスト、整理はみなさんが御好意でシェアしているものです、その責任は全く負いません。
つまづいたら自分で試してコミュニティで報告すればまた新しい情報が蓄積されるはずです。

※[2]ホットエンド&ザ・フィラメンツへ続く: http://mixi.jp/view_bbs.pl?comm_id=5576921&id=75255623

コメント(271)

内藤舞蹴さん

消費電力W=電圧値Vの2乗÷抵抗値Ω

つまり、電源が12Vの場合144を抵抗値で割ったものが消費電力になります。6.8Ωでは約21Wに対して2.7Ωでは約53W。抵抗値を低くすると消費電力が高くなり、温度上昇がより速くなる。適切なPIDの設定を行えば、ホットエンドの温度変化に対する追従性がより良くなると言えるでしょう。
蛇足:

eMAKER Huxley (≒ RepRapPro Huxley 旧型)は電源電圧DC19Vで6.8Ωの抵抗をヒーターに使用していました。消費電力は約53W。

一方、RepRapPro Mendel 旧型はDC12Vで2.7Ωの抵抗を使用していました。こちらも消費電力は約53W、ということはeMaker Huxleyの使用例を基にしたのかな・・・。

※消費電力は計算値で、実際に通電・加熱した時の数値ではありません。
今日、交換要請に応じてもらえたホットエンドキットなどが届きました。
が、Mendel Hot End Kitに入っているのは左の赤いヒーター、
別に買ったCartridge heater- Mendelは右の袋の白いヒーターなので気になっています。
そういうものなのでしょうか。
はー、悲しい。Genieさんのアドバイスでヒーターの抵抗値を測ってみたところ、やっぱり赤が12V用、白が19V用ですな。
リストと中身が一致してないよーってメールしました。
>>[145]
Mendel hot end kit + 0.3mmノズル(真鍮あらためステンあせあせ)が届いたんで早速組立てました。
っとその前に0.3mmってどんなんだろうと覗いたら穴が三日月に見えます・・・なんと切粉で半分ふさがってました。で改めてパーツクリーナーをわーい(嬉しい顔)。蛇足ありがとうございます。
>>[237]

その通り! これは弁解のしようもなくミスですねえ。
>>[238]

>> 蛇足: ステンレス・ノズルは加工時の汚れを落とすためにスプレー缶入りのパーツ・クリーナーで中を良く吹いておくと吉なようです。

切粉が残っていたのはUKらしいオマケですね。あせあせ
Amazonで、Raphael's Works (梅本有限責任事業組合)のフィラメントを買ってみました。
PLA 1kg (蛍光オレンジ, 3mm)です。3mくらい使ってみたのですが、今のところ問題なく出力できてます。
今までNatural色だけだったので、色があるとなんかいい感じです。
リーズナブルなのですが、、エコ配だったので受け取りが大変でした。
径はだいたい3.05m±0.05mくらいです。(20点測定、3m)
しばらく使ってみたいと思います。
>>[244]
私はアルミホイル巻いてます。カプトンテープよりはマシかと
内藤舞蹴さん

>>[241] あれ、ホットエンド一式買ったんじゃなかったの? 本当はヒートブロックも新品が良いよ。次善の策は耐熱セメント、次がアルミフォイルで、カプトンテープやCPU用のセラミック・グリスとかはアウト。
先日のRepRapMTでおかたけさんのプリント品質に衝撃を受け、ここのところしばらくソフトの設定値による影響を一つ一つ確認したりして基礎プリント力を高めてます。

その中で、やっぱりまずはフィラメントの質が大事だな、と思ったことが。

画像のサイコロ2つですが、
赤、黒は同じgcodeのデータ使ってプリントしたにもかかわらず、表面のデキが全然違います。
もともと最近は黒使ってたのですが、表面のデキがひどく、設定値をいろいろいじってもあまり改善しなかったのが、赤フィラメントに変えたら、劇的に改善。

前から黒フィラメントをプリント中「プチプチ」と音がしてたので気になってたのですが、どうやらそれが原因らしくPerimeterプリント中にプチとしたところが荒れているようです。
フィラメント中に含まれていた気泡が弾けているのか?


ソフトの設定をいろいろ弄って品質を上げるのも大事だけど、まずは、良質なフィラメント。
(それとCooling FAN!)

かな、と改めて思いました。



まぁ、購入前に良いフィラメントかどうかがわからないから困ってるんですけどね。
ちなみに黒フィラメントと同じ店で購入した白は問題なかったです。
ベルギーさん

これはPLAじゃないでしょうか? PLAは湿気が大敵。製造・管理が悪くて出荷時から湿気を含んでいた可能性もありますが、梅雨時などにリールをそのまま放置しておくと、湿気を含んで出力品質が落ちてしまいます。悪化を食い止めるには乾燥剤を詰めた缶に収めて保管します。試したことはありませんが、使用前に100℃以下に設定したオーブンで湿気を飛ばしておく方法も効くようです。

もしABSならすぐに返品すべきでした。粗悪品だとしか言いようがありませんからね。ちなみにABSもリールのまま長い間放置したりしない方が良いですよ。
>>[249]

実際にPLAを扱ったことないので、絶対とは言い切れませんがABSだと思います。
袋にも書いてありましたし、プリントしたときベッドからはがれ(反り)てましたので。
PLAって反らないですよね。

ただ、保管状況は決してよいとは言えないですね。密封もせず放置してました。
購入前の選定から、購入後の管理まで気を使わないといけないんですね、フィラメントは。


>>もしABSならすぐに返品すべきでした。粗悪品だとしか言いようがありませんからね。
これまで、美観最優先のプリントしてないのでちょっと気になる程度で特に問題ではなかったんですよね。
むしろ、これがダメなフィラメントか〜、といい勉強になりました。
ベルギーさん

あら、それ半年前の共同購入で買われた2本(白と黒)のうちの1本ですか? 黒ABSは他に希望者がいなくて、私もそれと同じものは使って無いんですよねー。「黒ABSは混ぜものがあったりして鬼門」という話を耳にしたことがあります。それで使用を避けていたりする・・・。あせあせ
>>[251]


>あら、それ半年前の共同購入で買われた2本(白と黒)のうちの1本ですか?
実はそうだったりします。私はアタリを引いたようです。

黒ABS、恐るべし。
>>[239]
ヒーター届きました!
間違えたやつ返せって言われませんでした^^;
yoshiさん

ってことはですよ、Huxleyを作れるパーツが残るってことですね! ん、2台分?あせあせ
おたずねします。
eMakerのMendel Hot EndのPID Settingsで
PID Autotune failed! Temperature too high
が出て設定できなかった人おられませんか?
とりあえずカートリッジヒーターからmattyさんにいただいた6.8Ωの抵抗に変えてPIDの設定は出来ました。
Nophead氏が Mendel90 を改良したことが氏のブログ HydraRaptor で発表されました。

http://hydraraptor.blogspot.jp/2013/10/mendel90-design-improvements.html

冒頭で J-Head ホット・エンドに関する記述があって、添付写真のようにヒーターブロックを「E-Z Fuse Tape」で断熱処理しています。

http://www.supergluecorp.com/super-glue/e-z-fuse/e-z-fuse-tape-red-25ft

これは幅約25mm、厚さ約0.5mmの自己融着シリコンテープで似たようなものは国内でも入手できます。
ノズル温度の安定は重要ですので今度試してみようと思います。
masayanmanさん

コールドエンドの熱によってPLAのフィラメントがホットエンドに到達する前に軟化してしまう問題を防ごうというところがポイントですね。コールドエンドが熱くなる原因はホットエンドからの熱の伝導というよりも対流のせいではないか、との観点から熱を遮断するためにテープを巻いてみた・・・と。

「E-Z Fuse Tape」は500°F(260℃)以上の熱に耐えて、剥がす時に跡が残らないそうです。電工用にNittoなどが出しているシリコンの自己融着テープは、跡が残るどころか確かベトベトになるんじゃないかなあ。メンテナンス性を考えると、MakerGearのホットエンドを覆っているシリコン・ゴムの伸縮チューブの方が良さそうに思えます。
> メンテナンス性を考えると、MakerGearのホットエンドを覆っているシリコン・ゴムの伸縮チューブの方が良さそうに思えます。

かなり探したのですが、購入できそうなところが見つけられませんでしたふらふら

今のところ「シリコントミーテープ」という商品に目星をつけています。

http://www.goodhsk.com/myweb/products/tommy_catalog.pdf

「シリコントミーテープ」はアズワンがMonotaROに出してますね。

↓これでも使えそう。輸入品かなあ。

http://www.monotaro.com/p/0993/3253/
突然フィラメントがうまく吐き出されなくなってしまって困っています。完全に詰まってしまうわけではなく、写真にある様に綺麗に吐き出される時と吐き出されない時が混在しています。写真は本来solid infillのはずの部位なのでわかりやすいですが、perimeterもinfill, サポートでも発生します。色々と設定をいじってみたのですが、常に発生するわけではないため、確認も大変です。どなたか同様の事例に遭遇したことがある方はいらっしゃいませんか?

シリコンテープは私も購入考えてました。J-head大好きだしわーい(嬉しい顔)
使用量が少ないので最安値のこれか
http://www.monotaro.com/g/00264391/
これでいいかなぁと思ってます。3倍量でも価格は1.5倍です。
http://www.monotaro.com/g/00387595/

>>[260]

こんばんは!
プリント中に樹脂の押し出し量が変動していますね。

追加情報を希望します。
・樹脂の種類
・ノズル温度が安定しているかどうか
・プリント速度 Perimeter Infill 等の設定値
・アクセラレーションの設定値
・この症状が出る前に行った変更
・その他、気づいたこと
>>[261]

返信ありがとうございます。ご指摘の通り、必要な情報が不足してしましたね。

樹脂はABSでノズル温度は210℃と220℃を試し、同様の結果になっています。
どちらの場合も温度は非常に安定していて印刷中は1℃ずれません。
プリント速度はperimeter, infillともに60mm/sです。最外周だけ50%に減速されますが、最外周でも発生しています。
アクセラレーションはslic3r, Marlinのデフォルトのままです。
この症状が出る前に行った変更は…データのねじ穴の位置を5mmずらしただけです。昨晩は変更前のデータで印刷できたのです。

なにか見落としている点がある気がしていますので、ちょっとしたことでも聞いていただけると助かります。これからハードウェア廻りをチェックしてきます。
>>[262]

> 温度は非常に安定していて印刷中は1℃ずれません。
それは凄く安定していますね!
ノズル温度、プリント速度は問題なさそうですね。

アクセラレーションは、デフォルト値を忘れてしまいました^^;
私は、色々試して 2000 mm/sec^2 に落ち着いています。

その他で考えられるのは、フィラメントがスムーズに送り込めていないことでしょうか。
・フィラメントホルダーに原因がある
・ホブ部にカスが詰まってスリップしている
・エクストルーダーのアイドラー押さえが弱い(今回はないと思います。)

私が最近経験したのは、
・ボーデン・エクストルーダー+DDエクストルーダー搭載の atom LC
・ヒーテッドベッド:120度、ノズル:230度に設定
で、ヒーテッドベッドがオンになるとノズル温度が下がってしまい、インフィル 80mm/sくらいの速度にすると一部スカスカになりました。電源の問題だと考えています。

Yuさんは、Mendel Max で Wade エクストルーダーを使われているのですよね?
>>[263]
いつもアドバイスありがとうございます。おかげさまで解決しました。原因はご指摘の通りで

「ホブ部にカスが詰まってスリップしている」

のが原因でした。 組み立てた当初は良くやっていたのですが、久々だったので気がつきませんでした。原因はおそらく、Z軸の原点調整不足です。ヘッドがベッドに押しつけ気味で第一層が印刷される際、フィラメントを送り込みすぎてホブのところで空転した削りかすがたまったのだと思います。ベッド全面を使う印刷だったので、一回でも効果てきめん…

ヒーテッドベッドがオンになるときにノズル温度が低下するなら確かに電源が怪しそうですね。私も最近、高速印刷時にノズル温度が下がってしまうのを経験しましたが、その時はホットエンドの抵抗と配線の接続部が断線していたのが原因でした。熱収縮チューブのおかげで断線していても微妙に接触していたのが、高速印刷時に外れてしまうという感じです。

wadeエクストルーダーはprintrbot時代から何個も作り直して使っています。ちょっと重いのが玉に瑕ですが色々な人が亜種を作っているだけあって安定していて使いやすいエクストルーダーだと思います。ATOM用にmini-extruderというのを使い始めたのですが、こちらも使いやすいです。ボーデンにしたときの設定がまだ最適化できておらず、ATOMでは綺麗に印刷できていないのですが…
>>[264]

お疲れ様です!解決できて良かったですウインク

ボーデンは、リトラクション設定が決まりません。
速度を上げるとスリップしやすいかも。。
エクストルーダーの回転が速くなる→フィラメント削れる→送れなくなる
回転が遅いと削れにくいみたい。
今はPerimeterもinfillも30〜40mm/sにしてます。
KISSlicerだとinfill 60mm/sにしてると、
レイヤー切り替え後、最初のPerimeterで射出不良になってた。
でもまぁこれは家のatomだけかもしれない。。
プリント時間が長くなってしんどいときは、
Stacked infillを2に設定してます。
Layer Heigthは0.2mm、infill widthは0.6mm
0.3mmノズルでも意外といけるw
>>[267]
せっかちなものでできるだけ速く印刷したいんですよね。実はこれでも速度遅めの設定で、PLAだともっと速いです。レイヤー切り替え時にリトラクションしてるようならそちらの設定をいじるのもありかも知れません。レイヤー切り替え時はBowdenの場合はリトラクションしないのが推奨らしいです>Slic3r
http://slic3r.org/blog/tip-bowden-extruders

マニュアルだとkisslicerのStacked infillはpro版のみみたいですね。うーん、こういう機能があるならpro版もありなのか?
Slic3rをメインで使っていますが、最近Layer Height 0.05なのでこの機能がないと死ねますげっそり
infill widthを広くするのはいいアイデアかも。Slic3rだとsolid infillとTop solid infillも別々の幅に出来るから一番上の面に隙間ができるのも避けられますね。
Proto-Pasta ? 何やら新しいフィラメント3種だそうで。

http://forums.reprap.org/read.php?1,260919
http://www.kickstarter.com/projects/1375236253/proto-pasta-gourmet-food-for-your-3d-printer?ref=live

アゲアゲウッシッシ
masayanmanさん

技術者としての背景を持つアメリカの兄弟が、新たに樹脂フィラメンツの製造に乗り出そうというわけですねー。それぞれ特徴を持たせた3種のフィラメンツということだけど、でも配送が来年の6月〜8月って引くなあ。

実は、3Dプリンターってハードウェアの製造・販売よりも、消耗品のフィラメンツ関連の方がビジネスとして旨味があるのかなあ。新製品を開拓すればチャンスがあるってことで、ゴールド・ラッシュみたいに考えている人たちがいるのかも。
ほむほむ、フィラメント送り装置を自作して調子いいので、作成方法を公開します。興味ある人はチャレンジ。

対象機種: いまのところ、prusa mendelです。 他の機種は、取り付け部品を改造すると付く可能性あります。

効果: フィラメントのねじれからかなり解消されます。数時間にわたる長い造形をする人は効果が期待できます。下記ブログを参照ください。

http://koziki.jugem.jp/?eid=5

※取り付け部品用 OpenScadのソースファイルも公開追加しました。部品データに手を加える人向けです。

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