HyperCube CoreXY 3D印表機建構日誌 #1-組裝框架

先瞧瞧我這全身金光閃閃的 2020 鋁型材所組裝的框架 (Frame)吧,這有作過陽極氧化處理,所以才有金色閃亮的鋁材。 :-)
HyperCube 2020 Aluminum Frame

框架組裝似乎不太困難,所以原作者並沒有放上組裝框架的視頻。我是從 Youtube 搜尋許久才找到有位玩家分享比較詳細的組裝過程。

依據原來 BOM 表所整理出所需的鋁材尺寸與數量,然後向淘寶賣家採購,當然同時買所需要組裝框架的配件,包括 M5螺絲與T型螺母、角碼、角槽連接件、3向直角連接件等。
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我的 Prusa i3 打印 ABS 與 PETG @PEI板 之簡單心得

因為要組裝我的 HyperCube,結構件部份原來決定照原作者採用 PETG 作為打印的材料。它同時較兼有 PLA & ABS 的特性,有著高韌性的強度,打印溫度雖與 ABS 差不多 (約230~235度),但熱床卻可以只須 70度即可。

就近從瞎皮賣家買了兩捲橘色的 PETG 耗材回來,第一次打印的效果卻是慘不忍堵。
PETG 打印@調平太靠近平台

請教了 FB Reprap.Taipei 社群的諸位大大們,總算才知道這種現象都是因為噴嘴離平台面太近!原來又是我自動調平時設錯了座標位置,改了之後的效果就正常了。
PETG打印

第一次印出來的小部件,效果還挺不錯的。
PETG 列印成品

但後續的不順就來啦。不知道是否我買的這家耗材捲線有問題,經常打印到一大半時 (我都是半夜讓它一直打印到天亮),進料時就因為卡住無法順暢送出而斷料,試了好幾次都這樣;另外一個問題是,PETG 拉絲很嚴重,我都已經把回抽設到 6.8mm (遠程)距離,結果仍是一樣,參數調整設定問題還需要再持續調校才能抓出最佳列印方式,但,總之就是不順,所以我想改用 ABS 列印看看。

原來不想考慮 ABS 打印的,因為這種材料算是不容易打印的。除了溫度與熱床都要調很高外,對外界的溫度變化也很敏感,所以一般都建議要封箱;另外聽說 ABS 打印時會散發很難聞的氣味,所以若是在封閉的房間內這可是很不好。還好的是我打印機器都放在頂樓的庫房,如果氣味難聞離開庫房就是。

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HyperCube 組裝零組件採購&簡單開箱

大致依據我原來所整理的 BOM 表,月初時光利用週末下午的時間,一口氣就向大約10來家淘寶店商採購各類零組件。由於我多買了很多其它不太相干的工具,還有一些用料我買得特別好 (例如 TMC2100 驅動IC 以及進口 GT2 皮帶),所以總花費大約有 RMB 2,000 左右。其實經濟些我估計約 RMB 1,000 成本就可以組出一台 HyperCube 了。

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其中比較特別些的,就拿出來簡單介紹下。

o 陽極氧化鋁管這是原作者 Tech2C 的創意,他主張 X軸盡量要輕量化,所以從傳統的光軸 (8mm)改成 10mm 的鋁管,如此重量可以減輕為 1/3 左右,進而可以大幅提昇打印的速度。同時軸承也要改為 SF-1 無油自潤滑軸承 (外徑12內徑10高20mm)
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HyperCube 組裝零組件 BOM 表

關於 HyperCube 原作者 (Tech2C) 所提供的 BOM 表就直接列在他所發表的 thingiverse 首頁上。

國外有玩家已整理成試算表格式,Excel or Google 試算表可讀取編輯。不過原始檔在哪下載忘了,先前有先備份放置於個人谷哥雲端磁碟,然後我又重新整理過,將所有零組件品名翻譯為中文BOM表,方便淘寶的採購。
HyperCube 採購BOM表

未來關於 HyperCube 的相關整理資訊,我都會放置於雲端磁碟內的「HyperCube」資料夾內。另 BOM 表的內容個人可能仍會隨著組裝過程中持續修正調整,所以若也有意組裝的玩家,最好還是參考原作者原始的 BOM 表。

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準備從 Prusa i3 移轉(migrate)至 HyperCube CoreXY 結構

其實原來只想升級下原來的 Prusa i3。它的可打印高度太低啦 (只有15cm),且原來Z軸部份店家的列印件也不是很穩固,LM8UU 軸承常會滑下來;甚至轉動時還會發出嘎嘎聲,垂直打印的水波紋較明顯 …。總之,有許多小問題待解決,作一次較大幅度的調整是必要的。

正尋求結構重整相關討論,不經意發現到原來就常追蹤的 3D打印達人 Tech2C,他技術可能不是最頂尖的,但他常勇於發表他創新的想法與實作,令我相當欽佩。其實去年底他就發表了基於以 CoreXY 結構所設計而成 HyperCube,強調可以重用大部份 Prusa i3 所用的組件,包括 電機、馬達、熱床、熱端 …等。所以移轉 (migrate)成本可以降到最低,但又帶給原來 Prusa i3 架構所無法達成的高速 (甚至可高達 100mm/sec)卻又能保持穩定打印、甚而達成更高的列印品質。

然後再從 Youtube 查詢相關玩家組裝與使用心得,根本是一面倒的肯定,意外的超受歡迎。我想主要原因是因為建置成本低廉 (諸多組件是自行打印準備的),卻又普遍可以比 Prusa i3 機型達成更好的高速/高品質效果。

這裡列出原作者 Tec2C 在 Youtube 的一系列 HyperCube 建置記錄:Tech2C New 3D Printer Build Log,另外他第一篇關於 HyperCube 的整理介紹說明。

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Prusa i3 改裝-熱端改模組化線材

所謂的熱端 (Hot-end),包括了如 E3D系列的散熱器、喉管、鋁塊、噴嘴等,然後一般也會有散熱器風扇 (如 3010/4010)、以及噴嘴處風扇 (如渦輪風扇, Bowl-Fan)。另外再外接自動調平感測,如 BLTouch,可想而知,要接出來的電線有多少條。
模組化線材

熱端是很容易出問題的,如喉管堵塞,所以常要取下來處理。甚至我另外有一個想法,就是打印低溫材質如 PLA 就一套熱端組;而打印高溫材質如 ABS 的就另外再搭配一組熱端。使用兩組熱端組的原因就是 PLA 要能列印得順暢喉管內部最好能安插鐵氟龍管,但反之鐵氟龍管卻又無法耐 ABS (約240度)的高溫,所以乾脆就兩組熱端,只要線材模組化,這樣要抽換就簡單多了。

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