3D打印機:改善遠程擠出機

話 說 這 天 打 印 緊 D 無 聊 野 ,去 到 一 半 ,部 3D printer 發 出 D 唔 正 常 既 怪 聲 。花 了 一 點 時 間 ,才 發 現 原 來 是 bowden tube 被 extruder 「吸 」左 入 去 。bowden tube 被 extruder 的 齒 輪 磨 呀 磨 ,就 發 出 了 怪 聲 。

點 解 會 發 生 D 咁 既 事 呢 ?係 幾 個 原 因 夾 埋 造 成 既 。首 先 呢 ,就 是 3D 打 印 機 的 extruder 並 唔 係 單 純 地 將 filament 推 出 去 打 印 噴 頭 ,而 係 在 打 印 的 中 途 ,會 有 所 謂 的 retraction。就 是 在 打 印 頭 由 地 點 A 飛 去 地 點 B 的 時 候 ,會 稍 為 抽 回 一 點 filament,以 免 打 印 頭 在 travel 的 時 候 有 filament 漏 出 來 ,形 成 stringing / oozing。

每 當 擠 出 機 retract 的 時 候 ,就 會 對 bowden tube 造 成 拉 扯 的 力 ,久 而 久 之 ,就 把 bowden tube 拉 左 入 去 齒 輪 那 個 位 。

第 二 呢 ,就 係 extruder 的 那 個 氣 動 快 插 ,和 extruder 本 身 ,都 係 「直 通 」的 。「直 通 」的 意 思 就 是 它 們 都 容 許 bowden tube 穿 過 。因 為 無 野 頂 住 條 bowden tube,所 以 就 會 被 擠 出 機 的 力 量 拉 扯 左 入 去 。

其 實 現 在 比 較 新 的 擠 出 機 ,不 管 是 extruder 的 結 構 本 身 ,還 是 那 個 氣 動 快 插 ,都 已 經 唔 再 係 「直 通 」的 了 。所 以 在 比 較 新 的 擠 出 機 ,bowden tube 係 根 本 無 可 能 被 吸 入 去 齒 輪 的 。

其 實 要 買 過 個 擠 出 機 的 配 件 一 D 都 唔 貴 ,只 要  ¥20 蚊 人 仔 ( 唔 包 stepper motor 和 支 架 )。

但 係 如 果 想 環 保 D,其 實 也 可 以 只 買 一 個 「唔 直 通 」的 氣 動 快 插 。在 extruder 那 邊 用 的 氣 動 快 插 ,一 般 就 會 叫 做 「PC4-M6」又 或 者 叫 4mm M6。兩 者 意 思 都 係 一 樣 ,就 是 它 是 給 4mm 外 徑 的 喉 管 用 的 ,而 它 的 螺 絲 紋 就 是 M6 螺 紋 。

「直 通 」和 「唔 直 通 」的 主 要 分 別 ,就 是 螺 紋 那 邊 的 出 口 的 大 小 。大 的 出 口 就 容 許 喉 管 直 接 穿 過 ,小 出 口 的 喉 管 就 不 能 穿 過 。

其 實 有 左 「唔 直 通 」的 氣 動 快 插 ,喉 管 就 已 經 唔 可 能 再 被 吸 入 齒 輪 的 位 置 。不 過 轉 用 左 唔 直 通 快 插 ,又 會 帶 來 另 一 個 問 題 ,就 是 在 更 換 filament 的 時 候 ,filament 會 很 難 穿 過 extruder 找 到 出 口 。

原 因 很 簡 單 ,因 為 extruder 出 口 的 M6 螺 紋 是 6mm 直 徑 ,而 喉 管 中 間 讓 filament 通 過 的 小 孔 只 有 2mm 直 徑 。Filament 要 在 6mm 的 孔 裡 面 再 找 一 個 2mm 的 孔 ,而 你 又 見 唔 到 裡 面 的 情 況 ,咁 當 然 就 係 十 分 困 難 了 。

要 解 決 這 個 問 題 也 十 分 簡 單 ,只 要 自 己 print 個 guide 就 好 了 。我 的 這 個 guide 十 分 簡 單 ,本 身 是 一 個 M6 大 小 的 螺 絲 ,去 掉 螺 絲 頭 ,再 在 中 間 挖 一 個 2.5mm 直 徑 的 圓 洞 ,幾 分 鐘 就 做 出 來 了 。

這 種 東 西 在 thingiverse.com 就 有 大 把 ,你 可 以 search 一 下 extruder filament guide 就 有 很 多 。不 過 上 面 找 到 的 都 唔 係 咁 啱 用 ,與 其 花 時 間 找 不 如 自 己 整 一 個 仲 快 。

加 左 個 guide 之 後 ,更 換 filament 就 容 易 很 多 。

為 免 喉 管 意 外 脫 落 ,我 也 做 了 一 個 1mm 厚 ,馬 蹄 形 的 裝 置 。其 實 Thingiverse.com 也 有 很 多 同 類 的 東 西 ,多 數 叫 作 bowden tube clip。

不 過 後 來 我 一 想 ,其 實 加 左 自 己 整 既 extruder filament guide,有 佢 頂 住 條 bowden tube,根 本 就 唔 需 要 買 「不 直 通 」的 氣 動 快 插 。所 以 我 都 係 蠢 左 ,哈 哈 哈 哈 。

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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( Tevo Tarantula ) 改裝我部 3D Printer 四:X 軸改滑軌 + Z 軸改 3 輪滑車

哈 哈 哈 ,我 自 己 都 估 唔 到 ,一 部 cheap cheap 的 Tevo Tarantula 竟 然 就 可 以 改 機 改 咁 多 次 。唔 計 佢 幫 我 打 印 左 咁 多 件 3D model 出 黎 ,淨 係 當 佢 砌 模 型 咁 改 來 改 去 都 已 經 值 回 票 價 了 。

滑 車 vs 導 軌

話 說 之 前 將 Y 軸 由 原 廠 的 滑 車 設 計 ,改 為 使 用 一 條 長 400mm 滑 軌 ( 也 叫 直 線 導 軌 ,linear rails ),整 個 Y 軸 的 移 動 都 提 升 了 千 百 倍 。升 級 之 後 完 全 沒 有 了 晃 動 ,也 完 全 沒 有 了 左 右 高 低 的 不 平 衡 ,移 動 起 來 也 是 順 滑 了 千 百 倍 。

自 然 的 ,我 就 計 劃 把 X 軸 也 由 滑 車 升 級 到 滑 軌 了 。不 過 這 次 升 級 ,我 就 不 打 算 用 自 己 3D 打 印 的 支 架 ,而 想 轉 用 外 面 買 的 鋁 合 金 升 級 組 件 。為 什 麼 呢 ?主 要 原 因 是 因 為 3D 打 印 的 耗 材 比 起 鋁 合 金 的 強 度 相 差 很 多 很 多 倍 ,如 果 想 要 相 同 的 結 構 強 度 ,3D 打 印 件 就 會 比 鋁 合 金 件 要 大 件 很 多 。

我 舉 個 例 子 吧 ,上 面 這 個 我 用 我 好 地 地 的 Y 軸 熱 床 支 架 ,其 堅 固 程 序 絕 對 不 用 懷 疑 ,十 分 多 人 使 用 ,真 係 打 穿 你 個 頭 都 得 。但 它 的 厚 度 ,足 足 有 23mm 這 麼 厚 。而 原 廠 的 阿 加 力 支 架 ,就 只 是 薄 薄 的 一 片 4mm。兩 者 相 差 差 不 多 20mm。

你 以 為 這 20mm 很 少 麼 ?根 據 原 廠 的 數 據 ,Tevo Tarantula 的 打 印 高 度 亦 只 有 200mm,你 的 打 印 平 台 升 高 了 20mm,就 意 思 著 你 的 可 打 印 高 度 減 少 了 20mm,亦 即 係 無 左 10% 的 打 印 高 度 。這 其 實 十 分 的 不 理 想 。

如 果 改 用 鋁 合 金 的 組 件 ,它 的 大 小 ( 包 括 厚 度 ) 就 和 原 來 的 一 樣 ,甚 至 可 以 更 細 ,所 以 是 完 全 不 會 損 失 打 印 體 積 的 。其 次 的 是 ,鋁 合 金 組 件 也 沒 有 想 像 中 的 那 麼 貴 。

以 我 想 改 裝 的 X 軸 為 例 ,一 個 鋁 合 金 的 X carriage,如 果 唔 包 運 費 ,唔 洗 US$5 蚊 美 金 。如 果 包 埋 運 費 ,亦 只 要 不 到 US$10 蚊 美 金 。上 面 連 結 的 這 家 店 ,叫 Funssor,仲 可 以 寄 順 豐 到 香 港 呢 。由 下 單 到 收 貨 ,大 概 一 星 期 左 右 ,都 算 係 唔 錯 。

同 店 當 然 亦 有 鋁 合 金 的 Y carriage,也 不 貴 ,US$17.65,也 是 包 郵 到 香 港 。我 當 然 是 一 齊 買 埋 。

不 過 在 上 面 的 購 物 網 站 買 野 ,亦 唔 係 完 全 無 陷 阱 。首 先 它 和 淘 寶 一 樣 ,都 是 由 很 多 的 小 店 舖 組 成 的 ,不 同 店 的 產 品 也 會 有 有 點 小 差 異 。例 如 上 面 的 X carriage 和 Y carriage,就 不 是 每 一 間 店 的 產 品 都 支 援 滑 軌 的 。

所 謂 的 MGN12H 其 實 就 是 一 種 滑 軌 的 型 號 ,安 裝 孔 距 是 20 x 20mm。其 實 就 只 是 在 中 間 開 多 4 個 m3 螺 絲 孔 ,沒 多 少 工 夫 ,所 以 價 錢 也 不 會 相 差 很 多 的 。大 家 要 按 照 自 已 的 需 要 小 心 選 擇 。例 如 我 是 改 滑 軌 的 ,那 MGN12H support 就 很 重 要 。如 果 你 只 是 用 回 原 廠 的 滑 車 設 計 ,那 兩 種 用 起 來 就 沒 有 分 別 。

第 二 就 是 所 謂 的 「鋁 合 金 」,也 有 不 同 種 類 。如 果 想 要 全 金 屬 的 ,就 要 買 寫 明 aluminum alloy 的 。如 果 寫 的 是  aluminum composite,就 是 鋁 塑 板 ,是 一 種 外 面 是 鋁 ,中 間 是 塑 料 的 夾 板 。

當 然 ,aluminum composite 其 實 一 點 也 不 差 ,它 具 有 重 量 輕 以 及 高 強 度 的 特 點 ,兩 者 的 價 錢 其 實 也 差 不 多 。我 自 己 也 有 一 片 ,至 少 我 自 己 用 手 是 彎 曲 不 了 它 。不 過 ,很 多 人 的 感 覺 就 是 鋁 塑 板 是 及 不 上 全 鋁 合 金 的 。

shipping fee

有 一 點 比 較 奇 怪 ,就 是 同 一 家 店 的 同 類 貨 品 ,某 些 包 郵 ,某 些 又 唔 包 郵 ,而 個 定 價 其 實 又 唔 係 好 大 分 別 。以 國 際 shipping fee 最 平 都 要 US$5 – US$6 蚊 美 金 來 計 ,有 無 包 郵 其 實 分 別 好 大 。都 係 果 句 ,要 小 心 比 較 。

另 外 ,上 面 這 個 網 站 的 系 統 是 不 容 許 輸 入 中 文 字 的 ( 應 該 是 只 容 許 輸 入 英 文 ),所 以 如 果 唔 識 英 文 ,同 買 方 溝 通 ,問 問 題 等 都 會 有 相 當 大 的 困 難 。如 果 再 加 上 店 方 的 英 文 都 唔 好 得 去 邊 ,那 即 使 大 家 都 係 中 國 人 都 會 變 成 雞 同 鴨 講 。

至 於 今 次 改 裝 的 其 他 的 材 料 ,還 是 上 淘 寶 買 吧 。淘 寶 付 款 方 式 比 較 多 ,寄 香 港 的 方 式 也 比 較 多 ,價 錢 和 運 費 也 比 較 平 。其 實 我 也 不 太 明 白 ,上 面 的 東 西 都 是 大 陸 造 的 ,為 什 麼 淘 寶 就 會 找 不 到 呢 ?真 是 令 人 頭 痕 。

導 軌 還 是 在 上 次 買 過 的 店 買 ,但 這 次 因 為 是 改 X 軸 ,行 程 沒 有 那 麼 長 ,買 300mm 長 就 夠 了 。

導 軌 加 上 鋁 合 金 的 X carriage,真 是 天 下 無 敵 的 組 合 ,真 係 打 風 都 吹 唔 郁 。

而 原 廠 X carriage 的 阿 加 力 膠 片 ,唔 知 係 唔 係 我 裝 了 太 多 額 外 的 野 ( bl touch + 2 x 5015 fan + fan duct ),已 經 有 一 點 點 向 下 彎 曲 的 傾 向 。而 那 個 滑 車 ,雖 然 經 過 我 多 翻 調 較 ,但 依 然 會 有 輕 微 的 晃 動 。改 裝 完 之 後 ,問 題 即 刻 就 無 晒 。

X 軸 改 裝 導 軌 唯 一 的 問 題 ,係 整 個 X carriage 會 升 高 了 ,這 會 有 機 會 令 到 打 印 噴 頭 高 於 X 軸 的 2040 鋁 型 材 的 底 部 ,這 樣 鋁 型 材 就 會 撞 到 熱 床 了 。所 以 我 要 把 打 印 頭 降 低 7mm,上 圖 中 的 藍 色 方 塊 就 是 我 自 己 打 印 出 來 7mm 高 的 一 個 方 塊 。當 然 fan duct 和 BL Touch 的 mount 也 要 作 出 相 應 的 改 動 。

Y 軸 改 用 了 鋁 合 金 的 Y carriage,令 到 打 印 平 台 可 以 降 低 一 點 ,變 相 增 加 了 Z 軸 的 行 程 。

原 廠 的 調 平 熱 床 的 螺 絲 認 真 麻 麻 ,一 來 太 軟 ,二 來 用 了 半 年 就 生 晒 鏽 。所 以 我 也 趁 此 機 會 換 了 更 好 的 die spring。Die spring 係 比 一 般 彈 簧 更 高 級 ,有 更 強 彈 力 的 彈 簧 。

換 了 die spring 之 後 ,打 印 平 台 就 更 穩 定 ,調 平 也 更 容 易 。Die spring 有 不 同 顏 色 ,代 表 不 同 的 強 度 。黃 色 是 最 弱 的 ,但 都 已 經 比 一 般 彈 簧 強 很 多 的 了 。我 買 的 是 「外 径 10*长 35」。但 安 裝 之 後 ,我 覺 得 短 一 點 可 能 更 好 ,建 議 大 家 可 以 買 「外 径 10*长 30」,甚 至 「外 径 10*长 25」的 。

好 了 ,Y 軸 和 X 軸 都 改 用 了 直 線 導 軌 ,那 Z 軸 又 改 唔 改 得 呢 ?當 然 可 以 ,但 事 實 上 真 的 極 少 人 這 麼 做 。主 要 原 因 是 Z 軸 的 移 動 是 最 少 問 題 的 ,因 為 在 打 印 時 ,Z 軸 只 是 極 度 緩 慢 地 往 上 移 動 ,每 打 印 完 一 整 層 才 向 上 移 動 0.2mm ( 即 係 你 的 layer height,除 非 你 enable 左 Z hop )。

那 針 對 原 來 的 滑 車 又 有 什 麼 好 的 改 進 呢 ?答 案 有 點 奇 怪 ,就 是 把 滑 車 原 的 4 個 輪 子 減 少 到 3 個 。3 輪 的 設 計 比 4 輪 會 更 加 穩 定 ,亦 更 容 易 安 裝 。所 以 新 出 的 3D 打 印 機 都 較 多 使 用 3 輪 的 設 計 。

其 實 在 Thingiverse.com 就 有 很 多 這 一 類 的 設 計 ,不 過 ,既 然 改 得 Z 軸 的 滑 車 ,多 數 玩 家 都 會 為 X 軸 添 加 belt tensioner。但 係 唔 知 點 解 ,原 廠 的 Z 軸 carriage 和 X 軸 的 皮 帶 傳 動 結 構 是 一 體 化 的 ,但 Thingiverse.com 的 設 計 都 是 分 開 的 。

好 不 容 易 ,終 於 在 淘 寶 找 到 一 個 二 合 為 一 的 。不 過 這 個 改 裝 的 套 件 有 點 特 別 ,因 為 它 不 是 專 門 為 Tevo Tarantula 而 設 的 ,而 是 為 一 般 的 4020 / 2020 鋁 型 材 的 3D Printer 而 設 的 。

它 分 為 左 右 兩 邊 的 兩 個 部 件 ,要 分 開 買 的 。一 邊 是 安 裝 X 軸 的 stepper motor,另 一 邊 就 有 X 軸 的 belt tensioner。它 有 銀 色 和 黑 色 ,我 當 然 是 買 了 黑 色 的 。

雖 然 這 兩 個 套 件 有 點 貴 ,但 到 貨 之 後 就 發 現 完 全 物 超 所 值 。

首 先 它 們 的 造 工 是 相 當 的 好 ,每 個 零 件 的 大 小 和 螺 絲 位 都 相 當 準 確 ,很 多 細 節 位 都 考 慮 周 到 ,所 有 螺 絲 滑 輪 等 配 件 都 通 通 齊 備 。它 的 配 件 也 不 差 ,例 如 皮 帶 輪 都 是 配 鋁 合 金 的 ,比 Tevo Tarantula 原 廠 的 塑 料 輪 好 得 多 。

雖 然 這 兩 個 套 件 係 十 分 之 好 ,但 我 安 裝 時 都 唔 係 完 全 無 問 題 ( 係 我 自 己 的 問 題 ),因 為 X 軸 加 左 belt tensioner,所 以 原 來 的 皮 帶 就 唔 夠 長 了 ( 我 的 壞 習 慣 係 會 把 皮 帶 剪 到 剛 剛 好 夠 長 ),但 好 在 唔 係 差 好 多 ,所 以 我 在 belt tensioner 換 了 一 枝 長 一 點 的 M5 螺 絲 就 暫 時 解 決 了 問 題 。下 次 買 開 野 要 記 得 買 條 長 一 點 的 皮 帶 來 換 左 佢 。

改 裝 完 之 後 ,又 多 出 了 很 多 原 廠 的 零 件 ,真 係 補 幾 條 鋁 型 材 就 夠 砌 多 部 3D printer 出 來 。不 過 今 次 改 裝 其 實 都 幾 貴 ,鋁 合 金 的 X carriage、Y carriage 和 Z carriage,三 者 夾 埋 都 超 過 六 百 蚊 了 。

以 一 部 千 幾 蚊 的 3D 打 印 機 來 說 ,這 樣 子 升 級 未 必 值 得 。還 不 如 去 買 部 新 一 點 的 入 門 級 3D Printer 更 化 算 ,例 如 Creality 的 Ender 3S,或 者 Anycubic 的 Mega-s,又 或 者 Tevo 的 Flash ( 三 部 都 係 千 五 蚊 上 下 )。它 們 出 廠 就 已 經 是 全 金 屬 的 了 ,結 構 比 Tarantula 紮 實 得 多 ,絕 大 部 分 的 部 件 都 不 用 升 級 的 。

我 這 次 的 其 它 小 改 動 ,包 括 我 更 換 了 一 款 45 度 角 的 spool holder,還 有 就 是 我 更 換 了 一 個 較 大 功 率 的 火 牛 ( 12V 40A 500W )。

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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