Anycubic Kossel Linear Plus 硬件升級

上 次 說 了 Anycubic Kossel Linear Plus 的 固 件 升 級 ,也 順 便 說 說 我 給 我 的 Kossel Linear Plus 做 了 什 麼 硬 件 升 級 吧 。其 實 Kossel Linear Plus 本 身 的 做 工 已 經 很 好 ,不 做 任 何 硬 件 升 級 也 有 很 好 的 打 印 效 果 。

我 做 的 所 有 升 級 裡 面 ,我 覺 得 最 實 用 的 就 是 Anycubic 官 網 上 提 供 的 打 印 頭 照 明 燈 。Anycubic 官 網 的 model download 部 分 ,有 很 多 實 用 的 3D model 下 載 ,大 家 可 以 逐 一 細 看 。

這 個 設 計 使 用 了 12V LED 燈 帶 ,我 自 己 也 用 了 在 很 多 不 同 的 地 方 ,包 括 在 我 自 己 的 幾 部 CNC 雕 刻 機 ,不 同 的 層 架 等 等 。所 以 當 我 第 一 眼 看 到 它 就 有 一 種 莫 名 的 親 切 感 。我 自 己 是 一 卷 一 卷 買 的 ( 5m ),但 淘 寶 上 也 有 散 裝 一 米 賣 的 。一 米 燈 帶 已 經 有 60 顆 LED,每 隔 三 顆 LED 都 有 條 線 ,可 以 在 那 個 位 剪 開 來 用 的 ( 最 短 就 是 3 顆 LED )。

使 用 12V 燈 帶 的 好 處 ,就 是 可 以 直 接 在 3D Printer 的 Power Supply 取 電 。這 設 計 只 用 了 3 顆 LED,要 買 一 米 好 似 好 浪 費 ,但 其 實 買 一 米 也 只 是 要 幾 蚊 雞 。LED 燈 帶 有 很 多 顏 色 的 ,五 顏 六 色 都 有 ,但 如 果 想 看 模 型 打 印 時 不 偏 色 ,還 是 用 回 白 色 的 比 較 好 。( 但 打 印 模 型 的 顏 色 就 是 filament 顏 色 ,這 顏 色 是 不 變 的 ,所 以 LED 燈 的 顏 色 其 實 也 不 是 十 分 重 要 )

這 個 LED 燈 支 架 的 設 計 分 為 兩 部 分 ,其 中 燈 罩 的 部 分 是 要 用 透 明 物 料 來 打 印 的 ,我 正 好 手 上 有 全 透 明 的 PLA。但 如 果 你 唔 想 為 這 麼 細 小 的 部 件 而 買 一 大 卷 filament,其 實 唔 用 燈 罩 也 勉 強 可 以 ,就 是 LED 燈 帶 的 光 度 比 較 大 ,直 視 會 看 得 很 辛 苦 而 已 。不 過 淘 寶 也 有 一 些 樣 品 裝 、試 用 裝 的 耗 材 ,打 印 一 個 小 燈 罩 也 很 夠 用 了 。

第 二 個 改 動 ,係 關 於 外 框 ( frame ) 的 堅 固 度 ( stiffness )。對 delta 結 構 的 打 印 機 來 說 ,stiffness 十 分 重 要 。整 台 機 器 每 一 個 部 件 、每 一 個 接 口 ,都 唔 可 以 有 鬆 動 (wobble)。每 一 顆 螺 絲 都 要 上 得 死 死 的 ,整 台 機 器 要 四 平 八 穩 的 。

特 別 是 在 打 印 比 較 高 的 模 型 ,當 打 印 頭 升 高 到 15cm 以 上 ,如 果 3D Printer 組 裝 得 唔 好 ,那 個 晃 動 就 會 更 加 利 害 。

Kossel Linear Plus 的 底 座 和 頂 部 ,都 是 預 先 組 裝 好 的 ,其 連 接 2020 鋁 型 材 的 部 件 ,都 是 塑 膠 的 。網 上 就 有 金 屬 的 替 換 部 件 ,大 家 可 以 買 回 來 自 行 更 換 。不 過 我 要 告 訴 大 家 ,這 不 是 一 件 容 易 的 事 ,那 些 螺 絲 位 都 很 不 人 道 ,要 用 短 的 六 角 匙 伸 入 去 慢 慢 的 扭 呀 扭 。要 全 部 更 換 這 六 個 角 件 可 能 需 要 花 多 於 一 天 的 時 間 。

全 金 屬 角 件 也 不 便 宜 ,所 以 我 自 己 也 沒 有 更 換 。我 自 己 就 在  thingiverse.com 選 了 兩 個 加 固 件 。

這 兩 個 加 固 件 ,一 個 是 裝 在 底 部 ,一 個 是 裝 在 頂 部 ,裝 好 之 後 ,整 個 外 框 不 知 道 堅 固 了 多 少 倍 。個 人 覺 得 它 們 比 全 金 屬 角 架 的 堅 固 度 還 更 高 。

另 一 種 網 上 有 售 的 金 屬 件 ,就 是 那 個 連 接 滑 車 和 碳 纖 維 桿 的 配 件 。

這 種 配 件 不 是 特 別 昂 貴 ,但 個 人 覺 得 升 級 了 也 沒 有 什 麼 實 際 好 處 。不 過 ,若 果 將 來 跟 機 的 塑 膠 件 破 損 了 ,更 換 成 金 屬 的 也 不 錯 。

第 三 個 升 級 ,都 是 關 於 stepper motor 步 進 摩 打 的 。包 括 裝 了 stepper motor damper ( 減 震 圈 )、降 低 了 stepper motor 的 Vref、為 stepper moter 加 了 散 熱 片 、還 有 加 入 了 belt tension 的 調 節 器 。

步 進 摩 打 的 減 震 圈 ,可 以 阻 隔 步 進 摩 打 的 震 動 經 過 外 框 傳 遞 到 打 印 頭 或 者 打 印 平 台 ,從 而 提 升 打 印 的 品 質 。減 震 圈 的 另 一 個 功 效 ,就 是 降 低 3D 打 印 機 的 噪 音 。不 過 根 據 我 自 己 的 經 驗 ,3D 打 印 機 都 十 分 安 靜 啊 ( 我 玩 開 CNC 雕 刻 機 的 ,那 個 吵 啊 ….. )。

減 震 圈 其 實 十 分 便 宜 ,我 是 很 建 議 大 家 買 的 。不 過 用 在 Kossel Linear Plus,要 拆 除 步 進 摩 打 並 不 容 易 ,那 些 螺 絲 都 是 藏 在 很 窄 小 的 空 間 ,我 自 己 連 六 角 匙 都 伸 不 進 去 ,我 是 用 尖 嘴 鉗 慢 慢 一 圈 一 圈 把 螺 絲 扭 出 來 和 裝 回 去 的 。大 家 想 換 這 個 的 話 要 有 心 理 準 備 。

另 外 ,減 震 圈 其 中 一 面 會 有 兩 個 小 點 ,應 該 是 安 裝 在 別 的 機 器 時 定 位 用 的 ,大 家 要 在 塑 膠 角 件 上 加 工 鑽 幾 個 小 孔 才 可 。( 減 震 圈 有 很 多 種 的 ,我 的 定 位 點 和 別 人 的 定 位 點 就 在 不 同 的 位 置 ,也 許 你 買 到 的 減 震 圈 沒 有 定 位 點 也 不 一 定 )

然 後 就 是 調 整 stepper motor driver 的 Vref 電 壓 和 為 stepper motor 貼 上 散 熱 片 。要 做 這 個 的 原 因 是 我 的 stepper motor 非 常 的 熱 ,尤 其 是 打 印 了 5 –  6 個 小 時 之 後 ,stepper motor 熱 到 是 手 也 觸 摸 不 了 ( 估 計 至 少 有 60 – 70 °C )。

其 實 理 論 上 這 並 不 影 響 打 印 ,而 一 般 stepper motor 的 工 作 溫 度 是 可 以 去 到 130 °C 的 。不 過 我 總 是 覺 得 ,stepper motor 的 溫 度 越 高 ,它 skips steps 的 可 能 性 就 越 大 。而 且 溫 度 低 一 點 ,耗 電 也 會 少 一 點 ,感 覺 上 也 會 安 全 一 點 。

Stepper motor 耗 電 越 多 ,扭 力 會 越 大 。但 用 在 3D Printer,我 也 不 覺 得 需 要 多 大 的 扭 力 ( 至 少 相 比 起 CNC 雕 刻 機 )。Anycubic 出 廠 預 設 的 Vref 是 在 0.85V 左 右 ,而 根 據 網 友 的 經 驗 ,降 低 到 0.7V 左 右 也 沒 有 問 題 。因 為 那 個 小 螺 絲 很 難 精 準 調 節 ,所 以 我 調 整 到 0.7 – 0.75V 之 間 就 當 完 成 的 了 。

要 記 得 ,X Y Z 三 個 stepper motor driver 都 要 調 。而 extruder ( E0 ) 的 driver 我 沒 有 調 ,因 為 它 的 原 來 的 電 壓 就 是 0.75,而 且 它 的 步 進 摩 打 也 沒 有 發 燙 。我 自 從 玩 CNC 雕 刻 機 時 就 不 知 道 調 過 Vref 多 少 次 ,以 前 是 沒 有 這 麼 多 教 學 的 ,都 要 靠 自 己 去 試 。下 面 的 這 條 youtube 片 就 示 範 得 十 分 好 ,大 家 可 以 跟 著 他 去 做 。

How to Tune 3D Printer Stepper Drivers | RAMPS 1.4/Pololu A4988

降 低 了 driver 的 Vref 之 後 ,步 進 摩 打 應 該 不 會 那 麼 燙 手 的 了 ,但 還 是 有 一 定 的 熱 量 。所 以 我 就 為 它 貼 了 散 熱 片 ,這 種 東 西 也 很 便 宜 ,一 般 40 x 40 mm 的 散 熱 片 都 適 用 。

不 過 stepper motor 的 背 面 都 是 沒 有 螺 絲 孔 的 ( 除 非 你 是 要 拆 開 成 個 摩 打 ),所 以 就 要 用 耐 熱 的 膠 水 貼 上 去 。這 些 導 熱 膠 水 亦 同 樣 很 便 宜 ,很 多 耐 熱 都 有 二 三 百 度 。

這 種 導 熱 膠 水 大 部 分 散 熱 片 都 可 以 用 ( CPU、電 腦 主 板 晶 片 、display card、raspberry pi、…… ),貼 上 去 之 後 壓 實 ,等 24 小 時 就 乾 透 ( 一 般 過 一 晚 夜 就 用 得 )。不 過 這 種 膠 水 也 是 黐 得 很 實 的 ,乾 透 之 後 是 很 難 移 除 的 ,大 家 黐 的 時 候 要 比 心 機 對 齊 一 點 。

Adjustable Belt Tensioner and Belt Tie

最 後 ,我 為 皮 帶 加 上 了 可 以 調 節 tension 的 belt tensioner 和 方 便 使 用 、隨 時 裝 拆 的 belt tie。我 見 到 很 多 初 學 者 都 因 為 怕 皮 帶 斷 而 把 皮 帶 調 較 得 太 鬆 ,這 也 會 造 成 skipping steps,又 或 者 令 到 打 印 頭 位 置 不 精 準 而 影 響 打 印 質 素 的 。我 建 議 大 家 都 應 該 把 皮 帶 調 得 緊 一 點 。

第 四 個 升 級 是 關 於 controller board 的 ,首 先 是 給 控 制 板 加 裝 散 熱 風 扇 。我 選 擇 的 這 一 款 是 專 門 吹 向 stepper motor driver 的 。其 實 controller 上 面 最 熱 的 唔 係 CPU (  ATmega2560 ),而 係 stepper motor driver,driver 晶 片 過 熱 也 是 會 造 成 skipping steps 的 。

Anycubic Kossel TriGorilla Stepper Driver Cooling Fan Duct

使 用 這 個 fan duct 最 好 調 整 一 下 controller board 的 位 置 ( 就 是 左 右 移 動 一 下 ),令 到 出 風 口 更 貼 近 X Y Z 的 stepper motor driver。這 個 fan duct 中 間 使 用 了 一 把 4010 風 扇 ,風 扇 最 好 買 12V 的 ,可 以 直 接 去 power supply 取 電 。

其 實 我 覺 得 controller board 那 個 空 間 的 散 熱 很 不 理 想 ,又 有 stepper motor 又 在 熱 床 底 下 ,加 一 把 風 扇 由 外 面 抽 風 入 去 真 的 很 有 必 要 。特 別 是 在 長 時 間 打 印 的 時 候 ,有 沒 有 風 扇 真 的 相 差 很 遠 。

另 外 ,我 亦 給 controller 加 裝 額 外 的 熱 床 供 電 模 組 。這 種 東 西 可 以 把 熱 床 所 需 要 的 大 電 流 分 流 出 來 ,不 用 再 經 過 controller,這 樣 可 以 大 大 減 低 controller 的 負 荷 。這 可 以 令 controller 更 耐 用 ,也 降 低 了 火 警 的 風 險 。

我 是 直 接 由 Kossel Linear Plus 跟 機 的 那 個 switching power supply,再 拉 多 一 條 線 出 來 供 12V 電 給 這 個 供 電 模 組 的 。

最 後 ,Kossel Linear Plus 跟 機 有 一 個 小 小 的 Auto Bed Leveling Sensor,平 時 是 不 使 用 的 ,我 們 便 為 它 建 造 一 個 家 吧 。

 

ctleung張 先 生 ,男 性 ,肖 龍 。
職 業 :I.T. Consultant
簡 介 :不 好 好 讀 書 ;七 尺 差 五 寸 ,手 長 過 膝 ,雙 耳 垂 肩 ;性 寬 和 ,寡 言 語 ,喜 怒 不 形 於 色 。據 說 少 時 曾 斬 白 蛇 於 鳳 凰 山 下 ……
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