FDMの3Dプリンターの精度と言うか性格を知る。

その3Dプリンターは、Creality Ender-3 V3 SE
スライサーは、UltiMaker Cura version 5.5.0

 

↑ この画像は、家庭用インクジェットプリンター(Canon MG6330)に付いているスキャナーでスキャンした画像をFreeCADに取り込み、その画像の寸法を合わせて、設計値φ3.6mm白円と実測値φ3.29817mm青円を描いた物です。青円の実測値ですが、造形物の内径が真円では無いので、おおよそφ3.3mmって所でしょう。

造形物の内径は、唯でさえ小さくなるのにシームの出っ張りまであって設計通りにならない様です。スライスソフトでその辺を考慮してGコードを出力してくれないのでしょうか? その設定ある?

追記
あった!?
私が使用するスライサー UltiMaker Curaでは、Hole Horizontal Expansion の数値を変えると良いかもらしいです。この値のデフォルトは0.0mmでプラスの数値だと穴は大きくなり、マイナスの数値では穴が小さくなる様です。さっきその値を0.3mmにした造形物の設計φ3.6mmの穴では、直径が約0.65mm大きくなった。もう少し試して分かった事が有れば記事にするかも。

 

↓ 次は、角の出っ張り現象。3Dプリンターの構造上、角が丸くなるのは理解出来ますが、出っ張んなくても良いと思うんだけど。そのせいで寸法が少し大きくなっています。

 

↓ 今度はボルトが穴を、あまり抵抗無くすんなり通り抜けるかの検証です。ネジ径3mmのボルトが最初からすんなり抵抗無く通り抜けたのは、φ3.6mmの穴でした。φ3.4とφ3.5は、何度か出し入れしてる内にすんなり通り抜けました。φ3.3以下の穴は、ねじ込むか加工しないと駄目です。

結果、私の感覚ではネジ径3mm用の穴はφ3.4mmが推奨かなぁ。

3Dプリンターの造形物にタッピングネジを使用する時、下穴の程良い大きさはどれか、をチェック。使用タッピングネジのネジ径は3mm。

↓ 画像内の数値は下穴の内径で単位はmm。尚、その数値は設計値であって実測値ではありません。

 

最初に結論を言うと、φ2.8mmの下穴が良い感じ。

 

どれもネジを右に回して強目に締め付けたら

φ2.6は、外径が広がる(膨れる)様に変形してしまった。ネジ径3mmに対しφ2.6mmは小さ過ぎるみたいです。

φ3.0mmはネジは効いて、しかもネジはなめませんでした。設計値より印刷物の内径は小さくなってしまうのかな。

今日、3Dプリンターが届きました。人生初の3Dプリンターは、CREALITY Ender-3 V3 SEになりました。

↓ で、初印刷はスペーサー5個とM3タッピングネジ用の下穴で5種類ありテスト用。

 

使用フィラメントは3Dプリンターの付属品。

↓ これをセットする時、つまりインフィード、え〜とフィラメントをノズルに挿入する手順で、少し焦りました。
画面に日本語で指示されるので、その通りにすればいいんですが、「消耗材を底部に押しながら、確認をクリックします」とあるんだけど、クリック出来るのは「はい」だけ。「確認なんかね〜よ」と思いながら「はい」を何度かクリック。クリックしたのに画面に変化無し。その間にもフィラメントは消費続けて止まりません。焦って電源を切ってしまいました。後で思うと「はい」を焦って何度もクリックしたから止まらなかったかなぁ〜と。

 

まあ少し焦った所もありましたが、直ぐに良い手順を知る事になるでしょう。そんな事より、3Dプリンターは面白い。自分で作った3Dモデルが実物になるんですから凄い事です!

今夜、PCBのガーバーデータをPCB工場のウェブサイトにアップロードしました。人生初!

この記事に付いて初めに理解して欲しいのは『素人の記事』です。全部間違った記事と言っても良いかもしれませんから悪しからず。

 

基板の色は紫にしました。「基板は緑に決まってる」と思って居ましたが、発注先のウェブサイトで紫の基板を見たら一目惚れしてしまいました。

5枚も届くので、1枚は玄関に飾りましょう。

↑ 発注先ウェブサイトのスクリーンショット

↓ KiCadの3D画像

 

見た目は立派ですよね? 今回発注したプリント基板表面の3D画像です。大きさはラズパイの基板と同じで85mm x 56mmです。これはGPS(GNSS)の1PPSを利用した7セグLEDの時計で、ラズパイを使用するので1PPSの利用中はstratum 1のNTPサーバとして機能します。多分。
また、stratum 1のNTPサーバ機能まで要らないなら、GNSSの基板不要でそのプログラムを走らせなければ良いだけです。それでもラズパイにインストールされたntpdで外のNTPサーバに同期して正確な時刻を刻みます。

どちらにしても、この時計はネットワーク環境が必須なのです。ずぼらな私でも時計は正確を好むので、正確な時刻を得るために動く。

 

ここで、発注後になって気付いた残念な事。

金メッキ(無電解金メッキ ENIG)だと思っていたのに、違ってました。
でもENIGにすると$15.8も余計に。ENIGは見た目が立派だけど、ついでに値段も立派? ↓

 

今回の基板サイズは100mm x 100mm以内、材質はガラスエポキシ(FR-4)で最小ロットの5枚。これで製作費用たったの2ドル。送料は安さ優先で2ドルちょっと。合計5ドル以下で見た目が素晴らしい基板が届くとは驚きです。

見た目はプロ級、でも心配。回路図が間違っていなければ動くはずです。私が苦手なアナログ回路な無くて、単純なLチカが63個あるだけですから。

でも昨日、ベタ塗りの所まで来た時、回路図の誤りが判明してビックリ。ピンアサインを間違えたり、3.3V接続の所を5Vにしていたりでビックリです。

もう修正したので大丈夫。ホント?

 

今度は、回路図はそのままでラズパイゼロ用に基板を作ってもいいかな。と言ってもラズパイが在庫切れで買えないけど。いつまで在庫切れが続くんだろう。

 

後日の追記

発注後に、ラズパイ基板の寸法図をぼんやり見ている時、待てよと気になりました。

ラズパイGPIOの1番ピンの位置がずれて無いか気になり調べてみると、基板取付穴中心からX軸Y軸共に0.03mm離れている感じです。もう注文した後だし、誤差の範囲かなぁ? ↓

この基板取付穴がラズパイより大きくて直径3.2mm。ラズパイは2.7mmだから、どうなる?

この他にも、後で思う事と言ったら。ファン用の5Vコネクタも設けておけばよかったと後悔。

 

今、KiCadでプリント基板を設計中です。まだ途中なんですが、3D画像を見て嬉しくなっちゃいました。↓

 

私、PCB初心者です。まだガーバーデータまで辿り着かず、ガーバーデータでプリント基板を作った事が有りません。そんな事なので、この基板を発注する所まで行けるか分かりません。この画像を見て終わりかも。