第一弾 3dプリンターのフレーム選ぶ


自分が想像していること、考えているアイデアを現実にしてみませんか。この時代なら、なんでもできてしまいます。ただその道はやはり0から自分で歩く必要があります。

  自分の手で次世代に繋ぐ製品3dプリンターを0から作ってみませんか。世の中ではすでに既製品や、組立キッドは山ほど出回っているとおもいますが、そんなの、お金を掛ければ、どんな素晴らしい製品も買えられます。そうではなく、3dプリンターを購入という考えはそもそも自分で何かデザインをしたい、自分が考えているアイデアを実現したいという考えですよね、だからこそ、3dプリンターを自分の手で作ってみませんか。0から1までの達成感は1度だけでも味わってみませんか。ワクワクしているうちに早速紹介を始めましょう。
  リニアモーションシステムから電子回路、ソフトウェアに至るまで、3Dプリンタを設計するすべての要素が魅力的です。3Dプリンタを設計することで、Makersは幅広い技術領域やスキルを探索する機会を提供します。しかし、高性能の3Dプリンタを作るために一緒に作業しなければならない多くのシステムのうち、私は実際にフレームのデザインが最も興味深いものだと考えています。
一方で、フレームは3Dプリンタの最も単純な部分の1つと見ることができます。このフレームは、本質的に、オブジェクトを印刷する実際の作業を行うすべての電子的および機械的コンポーネントをサポートするプラットフォームです。しかし、一方で、3Dプリンタフレームを設計することは、創造的思考や問題解決のための最大の機会をはるかに超えて、メーカーに与えています。その機能の単純さにもかかわらず、3Dプリンタフレームは、おそらく3Dプリンタフレームを構築する可能性のある設計および異なる方法がほぼ無限にあるため、3Dプリンタの設計にとって最も難しい部分の1つです。
今日市場に出回っている数多くの3Dプリンターの中でも、各3Dプリンターを他のプリンターとは異なるフレームデザインにすることがよくあります。Kickstarterで成功裏に資金を提供された3Dプリンタの選択を見てみましょう。

彼らはみんなかなりよく似ていますか?実際に、これらのプリンタのそれぞれのフレームを不可視にすることができれば、3Dプリンタを次のプリンタと区別することは非常に難しいでしょう。フレームの下では、これらの3Dプリンタはすべて同じように機能し、ほぼ同じ部分を使用します。リニアモーションレールに沿ってビルドプラットフォームまたはホットエンドを移動させる、ベルトまたはリードスクリューに接続された3つのステッピングモーターがあります。加熱ノズル(ホットエンド)とフィラメント押出機(コールドエンド)があります。あなたはコントローラの数種類のうちの1つしか持っていないでしょうし、プラスチックフィラメントのスプールを持っています。これは、市場に出回っているほぼすべての3Dプリンタの部品表です。私はこれが悪いことではないと言っていますが、3Dプリンタごとに同じ短いリストを使用しても、まだ革新の余地があります。
市場に出回っているほとんどの3Dプリンタは、少なくとも長時間市場に出回っているものであれば、低コスト、プレミアムコンポーネント、おそらくは新しいホットエンドデザインなどのいくつかの斬新な機能を備えていますが、 1つの3Dプリンタと次の3Dプリンタで異なるのは、フレームのデザインだけです。これは、フレームデザインがどれほど重要であるかを示しています。おそらく、3Dプリンタを競合製品と区別する唯一のものではありませんが、最大かつ最も目立つものの1つです。
3Dプリンタフレームの構築
もう1つ、より技術的な理由、3Dプリンタのフレーム設計は、フレームを構築するために使用されたさまざまな建設/製造技術の膨大な配列が魅力的です。
メンバーと共同建設
最も単純で実用的なフレームデザインは、何らかの種類の部材を共同構造で使用しています。RepRap 3Dプリンタのデザインには、この技術を使用して構築したフレームと、上記のすべての3Dプリンタがあります。基本的に、フレームは、ねじ山付きロッドまたは滑らかな金属ロッドのような、一連の直線状の部材で構成されています。

これらのフレームの構造は、トラスブリッジの構造に類似しており、メンバーとジョイント構造を使用して構築された3Dプリンタは、トラスブリッジと多くの利点を共有しています。まず第一に、このタイプの建設は安いです。ネジ山付きの滑らかなロッドは、多くの供給源から容易に入手可能であり、それらは建設中の多数の用途に使用されるので、安価である。第2に、このタイプのフレームは、その単純さのために設計が比較的容易である。第三に、フレームの単純さのために、このタイプのフレームを組み立てるのは簡単です。
メリットよりも多くの機能と見なされるかもしれないが、メンバとジョイント構造を使用して構築された3Dプリンタフレームに対する他の “利点”については、通常、ジョイントは3D印刷が可能です。これは、メンバーとジョイント構造を使用する3Dプリンタが部分的に自己複製することを意味します。これは実際、RepRapマシンの目的です。彼らは通常、自分の部品の大部分を生産するために使用することができます。
メンバーと共同製作フレームの最も明白な欠点は、単に見栄えが悪いことです。これは実験的なプラットフォームとして使用される3Dプリンタにとってはおそらく申し分ありませんが、一般に販売される3Dプリンタの重要な欠点です。
メンバーと共同建設のもう一つの大きな懸念は安全です。まず、ベルト、リードスクリュー、プーリーのすべてがこの種のフレームで通常露出されます。これは、毛やゆるい衣服を含む直線運動機構に物体が引っ掛かってしまう危険があります。第2に、ホットエンドも露出され、物体が加熱されたノズルと接触しやすくなる。

レーザーカット/ CNCカット3Dプリンターフレーム
3Dプリンタフレームを設計および構築するもう1つの方法は、レーザカットまたはCNCカットパネルです。ほんの数年前に成功した大多数の3Dプリンターは、Makerbots Cupcake、Thing-O-Matic、Replicator 1、Ultimaker Original、Printrbots Simple、JrというレーザーカットまたはCNCカットのパネルで構成されていました。、Tinkerine Ditto、その他多くのものは、レーザーカットやCNCカット木材、時にはプラスチックパネルから作られていました。

レーザー切断とCNC切断を使用して3Dプリンターフレームを構築することが非常に一般的である理由はいくつかあります。第1に、この種の構造は非常に安価である。コンピュータカット3Dプリンタフレームに最も一般的に使用される材料は、MDFまたは合板であり、いずれも非常に安価である。第2に、レーザーカットパネルを設計することは非常に簡単であり、設計作業は基本的に2次元で行われるので、特殊なソフトウェアは必要ありません。第3に、コンピュータカットパネルからフレームを構築することは容易な構築を提供すると同時に、かなり見栄えの良い(しかし、依然として趣味主義者にとっては魅力的な)完成品を提供する。第4に、この技術を用いて構築された3Dプリンタは、一般に、可動部品および3Dプリンタの高温部分がコンピュータカットパネルによって覆われているため、部材および接合構造で構築されたものよりも安全である。
最後に、このアイテムはリスト上で最も重要なメリットの1つになる可能性があります。レーザーカットやCNCカットパネルを使用して3Dプリンタを作成する際の障壁は非常に低くなります。設計作業は、無料または低コストの画像編集ソフトウェアを使用して行うことができます。上記のように、材料は安価である。この技術はMakerコミュニティで非常に普及しており、多くのドキュメントとヘルプがオンラインで入手できます。また、Ponokoのように、ツールを必要としない軽量な製造サービスを提供する多くのレーザー切断サービスが存在します(次のセクションではツーリングについて詳しく説明します)。これらのサービスは、3Dプリンタの設計者がレーザーカッターやCNCマシンを購入する必要がないことを意味します。これは、Makerが3Dプリンタを簡単に設計でき、初期投資を最小限に抑えて、販売するビジネスを開始する可能性があることを意味します。
レーザー切断のような低コストの製造技術によって生まれた3D印刷市場への参入障壁は、エレクトロニクスとステッパーモーターのコストの低下と相まって、市場に出ている3Dプリンターの数が爆発的に増加しています。
しかし、レーザーカットCNCカットパネルから3Dプリンターフレームを構築することにも欠点があります。第1に、この技術を用いて設計された3Dプリンタフレームを組み立てることは困難であり得る。フレームは大きな3Dパズルのようなビットになります。第二に、木材から作られたもののように、厳しい公差と精密な製造が大きな課題になることがあります。同じラインに沿って、木材は高精度の3D印刷に必要な剛性を備えたフレームを提供するとは限りません。
最後に、これは間違いなく技術的なものではなく文化的な観察であり、コンシューマーグレードの製品は合板で作られていない(家具を除いて)。あなたが店に行ったら、合板から作られたテレビを買いますか?おそらくそうではありません。木製のテレビを作ることは確かに可能ですが、人々はそれを磨かれた完成品と見なさないでしょう。木製、またはアクリル製のレーザーカットパネルから作られた3Dプリンタは、デザイナーではなく、マスマーケットではなく、いたずらに売れるように作られています。

金属フレームと射出成形

これは、3Dプリンターフレーム、射出成形、および金属製作の構築に使用された最後の主要な設計と施工技術につながります。3D印刷は、あらゆる種類のメーカー、デザイナー、および企業によって使用されるテクノロジにいたるまで趣味から進化してきたため、3Dプリンタ自体は消費者向けの最終製品を提供するように設計された製造技術を使用するように進化しました。3Dプリンタ・ビルダーをより伝統的な製造技術に、そしてレーザー切断のようなものから遠ざける別の要因は、大量生産の必要性です。3Dプリンタが急速に普及し、販売が拡大している現在、3Dプリンタをレーザ切断で製造することはもはや実現可能ではありません。レーザー切断は試作や少量生産には最適ですが、
最も成功した熱狂者レベルの3Dプリンタの大部分は、今日、射出成形部品を備えた金属製のフレームを備えています。溶接された金属製のフレームは机の上に置くのが一番楽しいものではないので、特にデザイナーやビジネス用の3Dプリンタについて話している場合、3Dプリンタの製造元は通常、3Dプリンタのフレームデザインに装飾的なファサードを適用します。

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