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オールメタルホットエンドへ換装 [Ender-3系]

<2022/08/11 追記>
先日いただいたコメントに返信してからちょっと考えて、その後のこの辺のパーツのお話の状況だけデモと言うことで。

この記事を書いたときは、実は最初買おうとしていたのはMicroSwiss社のキットでした。
が、当時の俺はまだ3Dプリンターを使い始めた頃で、調整もまだ手探りしていた状態でして、本物を買って使えなかったらショックが大きいと言うことで、手前で一度試すと言うことでクローン製品を使っていました。
テストしてMarlinの記述変更も覚えてきたときにMicroSwissの商品へ買い換えを検討していたところ、E3DのV6を知って、そちらの方がダイレクトエクストルーダー変更が楽と言うことで最終的にE3Dユーザーにホットエンド周りは変わっていきました。
結果、今ではホットエンド周りとノーマル互換タイプの商品選定はE3DとTrianglelab社の製品以外は使わなくなってきています。
それくらいサードパーティメーカーでも差があるという感じです。

で、ここからがクローン系なんですが…実は記事を書いた頃は割と品質の悪いものがたくさん出ていて、
正しくものが届かない以外にも「精度が明後日で使い物にならない」なんてものがかなりの数出ていました。
が、その後クローンに対してオリジナルの権利が行使されたりいろいろあったのか、かなり手に入れられるクローンの数は現状で減っている印象があります。
この記事で扱っていたのはSHINA製ですが、商社の名前で出ているものはある程度安定しているので割と安心して使えます。
しかし、クローンの場合、やはり出てくるのは本家との品質差だったりします。
もしクローンを扱う選択をする場合は、できればオリジナルが何故そういう形を取ったのか、という部分を掘り下げて見ていただきたいかな、というのが俺の思いです。
やはりね…クローンだと正しい組み付け方の解説がないんでちゃんと組み付けられてなくて起こる「変な失敗」をしやすいんですよ;
一番良く見かける例が「ノズル脇からのフィラメント漏れ」なんですが、これは「加熱して増し締めしてないから」とか、そういうお話が出てこなかったりします。
(調べるときっちり覚えて技術になるんで敢えてここでは詳しく書きませんが;)

ちなみに、現在のEnder-3やCR-10のシリーズで記事のようなオールメタルホットエンドへの換装を考える場合、E3Dではポン付けできる「Revo CR」というもっと扱いやすく設計された商品が出てきています。
ヒーター周りが特殊なため、Marlinの記述変更必須です。ノズルも今はブラスのみですがこの後コーティングタイプの販売予定が出ています。
俺はE3Dがお気に入りなので割とこの辺ばかりのお話をしていますが、Slice Engineeringなど品質の高いものを出すメーカーも結構ありますので、RepRap系を弄るのであればこの辺のメーカーも使わないまでも目を通しておくとツボを押さえやすくなると思います。
<ここまで>


さて、ようやっと良い感じに出力できたので、PLAフィラメントでちょいと試作出そうとしてたら湿気の影響受けてノズル内膨張起こして詰まるのに困らされている状態ですが(ダメじゃん←
※正直に言って、こんなに強烈に影響が出るもんだとは全く思ってなくてびっくりしました。
 現在、乾燥ボックスを手に入れて保管を開始し、まだ開けてないフィラメントと一緒に放り込んどきました。
 やっぱりちゃんと管理しないとダメだねこう言うのは。

ダメになってるPLAフィラメントは復活方法の実験台になって頂く予定。
他の方のやってる方法で布団乾燥機でやるのまでは考えたんだけども、2.4kのフィラメントに材料費と本体で3k以上かかるとやる気がなかなか出ません(笑
そのうち高いフィラメント扱えるようになったら考えようかな乾燥機は。


さてそんな前置きですが、PCフィラメントとかを扱いたいなとずっと考えていて、そうなると本来ノズル側で270℃が使えないといけないんですが、Ender-3って260℃までしか謳ってない。
(あ、PCフィラメントも昨年買って未だに大丈夫なんですが、これは最初からジップロックと乾燥剤付いていたからですな)
で、試しに何度か修理すればいいやとPCフィラメントで出力してみまして、できることは実は昨年末に確認済み。
(この頃PCフィラメントを積極的に出力していなかったのですが、その理由はビルドタックとベッド温度設定が合わせるの難しくて、都度ビルドタックが破損するという困った状態でやり方悩んでたからですな。)

調べてみたら、Ender-3のノズルの構造だと加熱ブロックに付けたノズルギリギリまでボーデンチューブ(エクストルーダーからノズルへ伸びるフィラメントの送りガイドパイプ)が来ていて、おまけにそれがPTFE製だということに気がつく。

早速引っこ抜いてみて確認。
DSC_0175.JPG

あー…やはり、と確信に変わりました。
PTFEが焦げてますが、これは連続で熱を受けるとPTFEは270℃当たりからは熱変成起こしてしまうというお話で、だからEnder-3のノズル加熱温度が「260℃」なんだと。
もちろん内部も痩せてます。

おまけに調べてみると、さらに高い温度で使えるボーデンチューブとかもあるんですが、そもそも構造的に隙間へフィラメントが流れてしまうと言うトラブルが出るというお話が。
自分のも確かに横へちょっと伸びた状態で、フィラメント交換時に抜けにくいときがたまにありましたし、症状が出たときのフィラメント先端の形が他の方の例と一致していましたので、これはなんとかしたいなと。

ほら、やっぱり欲が出ていろいろフィラメント使いたいじゃないですかw

というわけで、金属の塊だし、それなら上限作る足引っ張る素材がPTFEしかない、ヒーターは余裕で300℃使えるはずのものだって見てて思ったので「なんか使えそうなのない?」って探してみましたら見つけました。
きっかけはSlice Engineering社の400℃対応ユニバーサルノズルだったんですが、これは取り付けに仲介する部品を作らなきゃいけないので(このときはまだ精度が出せなかったので)パスし、こう言うのないかとみていたらMicro Swiss社の「オールメタルホットエンド」というのがあるのを知る。

なんぞや?と構造調べてみたら、ホットエンドの中にPTFEのボーデンチューブを貫通させずに、ヒーター上部で止めてしまい、以降は同じ内径でノズルまで金属一直線状態にしてしまうと言うもの。
これならPTFEに直接270℃が届くことは絶対にないのでいけるんじゃないかと。

というわけでポチろうと思ったら…送料込みで本国から買うと8k(白目
ちょっと試すには高い…;
ちとつらいなと思ってAmazon見てたら、こう言うのはやっぱりすぐ真似されるなって思うようなEnder-3やCR-10に使える中華製オールメタルホットエンドを発見したので、そちらの感触が良かったら本物買おう、という形でポチ。
…結論から言うと本物買うのためらうくらいにはコピー品が良くできていて付け替えるか悩んでるくらいです(ぇ
そしてお値段…驚きの送料込み990円(なんですとー


てことで、ちょっと時間かかって届きました。
DSC_0188.JPG
一応商品説明欄に「チタン製ヒートシンク」が入ってるの買いましたが…多分ステンかアルミだよねw
いずれにせよコントロールできていれば良いので(熱膨張がおかしなことにならなければ良い)、ユニットまるまる入れ替える形で取り付けることに。
まずはノーマルを取り外してきて、サイズが一緒かどうか確認しておく。
DSC_0189.JPG
ノーマルの加熱ブロックにシリコンソックスを付けてますが、元はカプトンテープでグラスウールっぽいのが巻いてあったのを変更したものです。今のは最初からこっちのはず。
若干ですがオールメタルの方が3mmほど全体が短いです。が、ベッドの調整で消えちゃうくらいなのでオフセット値をCuraとかで入れなくても大丈夫。
(ベッドの調整についてはまた次のお話でどんなことしているかまとめます。実はそっちが先にやったお話なので。余計なパーツ交換がその後入るという時間軸としては行ったり来たりなんですが、ややこしいのでそれぞれでw)

で、構造がどう違うのかこれだけじゃわかりにくいので、一番わかりやすい部分を。
DSC_0192.JPG
こんな感じです。
赤い方がノーマルなんですけども、ヒートシンクの内部にガイドパイプが来ていて、これが過熱ブロックにねじ込んで止まってます。
その中にボーデンチューブが入っていって、ノズルの手前にゴツンと当たる形。
左のオールメタルはそのガイドパイプがヒートシンク下部で終わっていて、写真のように上から内径2mmの穴で一気にノズルまで行きます。当然隙間ほとんどありません。
実際、240℃でABSフィラメント出すのに加熱していても、ヒートシンクの上に直接触ることができますので、PTFEの耐熱考えても安全が確保できるのは一目瞭然です。


これなら大丈夫だなとノズルを移植して本体へ取り付け、いざ試してみてトラブル発生。
交換の時に互換性あるのはわかっていながら、ヒーターとサーミスタ(いわゆる温度センサー)をそのまま基板からノーマル外して入れ替えたんですが…まさかのサーミスタでNG。
ちゃんと温度はかれるんですが、抵抗値がちょっと違うのと反応良すぎて設定温度±5℃で揺れるためノズル温度でチェックエラー起こしてシステムが先に進まないという状態に。
これじゃ困るので、ノーマルのサーミスタへ戻して(買った商品はサーミスタが2種類使えるようになってました)使えるように。
ヒーターは付属の物で十二分に使えるのでそのまま。
ノーマルは保管して壊れたら使いましょう。

そしてABSとPCで試したんですが、ものすごくなめらかに出力してくれて狙い通りに落ち着きます。
しかも270℃を使っても気にしないで良いんですからめっちゃ安心できるってもんです(`・ω・´)



…で、冒頭の話に戻るんですが、PLAもやってみようと始めたら…ちょっとABSで遊びすぎて、すっかり裸で置いといたの忘れているという←
水分吸ってカッチカチ(白目
ええ、全く完成までいけない状態です今。
おまけにノズル内で太って抜けなくて悪戦苦闘したので分解。
んじゃついでに何度も高温にさらしたボーデンチューブどうなってるかな?と確認してみましたら…

DSC_0229.JPG

見事です…まったく熱変成してない!!
これならもうノーマル使う理由がありません。
どっかで予備買っとくのと、やっぱり気合い入れて本物を買っとこうかな。


そんな感じで、安い3Dプリンターで終わらせるつもりがなんか徐々にパーツ交換でそこそこな額になるんじゃないかと今更疑問に思ってたり←
ただ、何も知らずに高い機種使うよりは覚えられることが増えて良いかな?


というわけで、ダメ潰し第2弾記事でした。


<2019/12/05 追記>
この記事のホットエンドを今から買おうと考えていらっしゃる方はくれぐれもご注意ください。

今俺も対応中なんですが、スペアを用意しようと、Amazonにて同じサプライヤーからヒーターとサーミスタのない商品を注文したら、
なんと「CR10用ノーマルホットエンド」が届きました。
これはスロートチューブ(ヒートブレークともいうのかな?)がヒートシンクに長く差し込まれるタイプで、ボーデンチューブが先端近くまで入り込むので同じことできません。

で、間違ってると伝えたら「写真送ってくれ」というので、写真送ったらなんと「色違い正しい」と返答返してきたので抗議中です。

他で記事のヒートシンク付きの物をリピート購入した方が、24V頼んだのにヒーターが12Vで届いたそうなんですが、袋に「24V」って書いてあってそれだったとのことなので、安心したいならちょっと高いけどMicro Swiss製の本物選んでください。
そもそもこの記事の方がコピー品ですので、精度考えたら価格妥当だと思います。

ひっさしぶりに頭に血が上ってるよ俺。

最近いきなりAmazonから3Dプリンター関連の商品が下がっていくの見て疑問に思ってたけど、ここへ来ていきなり守るところ守れなくなったんだなと解釈。
どーも良くないねほんと中華……


<2019/12/10 追記>
上の追記のその後ですが、色違いじゃないのを詳しく、機械工学修士らしく事細かに突っ込む用意までして、
一段階前で「構造があれとこれとでここまで違う」を先に言ったら、あっさり「Amazonの商品のページの写真が間違ってました」と認めて返金対応となりました。
ホントはどの商品がって書いた方がその後問題起きないと思うんですが、一応ちゃんと対応したのでこちらとしてはこれ以上は手を出したらアカン位置なので控えます。
(ちなみにその商品ページの写真の入れ替えはどうもやる気がないようなのがすでに見えていますので、ヒーター付きの「オールメタルホットエンド」の記述がある方を選んでください。最悪ヒーターが指定と違うのが届いても、本体のヒーター使ってホットエンド付属を捨てて使えますので。ちなみに俺はそのブランドはもうブラックリスト入りなので買いません。でもって、問題が起きた商品ですが…これ、おそらく「余り物」を組み合わせて形にしただけの物です。Ender-3のヒートシンクに、MK-8用のスロートチューブに加工したもの+MK系のヒーターブロック、という形で構成されてまして、ヒートシンクとスロートチューブの間に空間できまくりで機能として成立してない状態でした。)

が、とりあえず初回は確実に正しく送ってきて2回目からは変なの送る、というのが見えたので、交換断った感じです。
(交換品でまたやらかされても困りますので)

なので、一回目だけ記事の商品を買って、後は他で買うのが良いのかな?という検証をするため、
現在、割と調べてみて対応がしっかりしていると聞く「Banggood」への登録をして、そちらで同じもの見つけたので購入して届くの待っております。
こちらの方だと、トラブルがあるとBanggoodのサポート窓口が親身に対応してくれるので、時間はかかっても正しい方向へ必ず持って行ってくれるようですので。

あと、Ender-3系というかCrearity 3D社の3Dプリンターもの、割と検索で楽なので良いかもしれません。
支払いもPayPalが使えますので、万が一でもサポートされますし。

日本のAmazonからどうも商品消えるなと思っていたら、どうもOC用グリス(自作PCね)で有名なグリスの偽物売ってる話とかが出てきてますので、同じようなお話で淘汰されてるのかも?なんて思ってるところです。

コメント(3) 

コメント 3

SKT

オールメタルホットエンドのAmazonのリンク教えてほしいのですがお願いします。
by SKT (2022-08-02 15:58) 

魅剣 凪

>SKTさん
リンクは申し訳ないのですが、直接URL等を貼ることを最近は避けているため検索ワードだけで失礼させていただきます。
この記事のオールメタルホットエンドは「SHINA 0.4mmノズル」で検索すると出てくる「Creality CR-10 / CR10S / Ender 2 / Ender 3」用で、その中の「24Vキット」のものです。
俺が当時入手した商品のページへこの検索ワードで条件の合うものは1つだけしか出ませんでしたので、これでなんとかなると思います。
(お返事をさせていただいている段階では4商品が一番上の段に出ますが、その中の銀色の一番安い商品がそれになります。)

追記でダメな業者のお話がなされていますが、これを書く前にAmazonの検索を試したところ検索ワードで出てくるのは俺が買ったものしか出ませんでしたので大丈夫だと思います。


by 魅剣 凪 (2022-08-04 03:34) 

魅剣 凪

ああいけない;書き忘れたので追加です。

もしこの商品を使って出力をされるのであれば、フィラメントの引き戻し量が大きすぎると目詰まりを起こす可能性があるので、
Curaなどのスライサーソフトで「引き戻し量:0.5mm」など数値を極力減らして、糸を引かない程度の条件を探ってください。
大きすぎるとヒートシンクからの冷却の影響を受けてフィラメントがノズル手前で固まってしまいます。
そうなると途中から引っかかったままになりエクストルーダーがスリップし続けて出力がされなくなってしまいます。
オールメタルホットエンドではE3D V6などの他社製ホットエンドでも同様な引き戻し量の適正化が必要です。

by 魅剣 凪 (2022-08-04 03:42) 

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