3D touch

・ＢＦＢ３ＤＴｏｕｃｈ　ジャンク品の再生（２０１７．５．１４）

３Ｄプリンターの模索が続いています。デルタ型・ＸＹ型いずれも中国製の低価格製品では思うような成果が得られません。ホットエンドやエクストルーダ、制御ボードおよびソフトウェアには格段の進歩があるものの、低価格に抑えるため駆動筐体（フレーム）に十分な配慮がされていません。低剛性の部材が必要最小限にしか使われていないため、各駆動軸とも静的かつ動的に剛性と安定性を欠き、それらは出力品質に大きく影響します。販売を終了した旧型で本格的な筐体設計のされた中古品（ジャンク品）を見つけました。研究を兼ねて再生します。
英国で開発・製造され、日本では武藤工業が代理店になり販売されていた「３ＤＴｏｕｃｈ」です。	まだネット上に多くの情報が残っています。ＹｏｕＴｕｂｅにも紹介や使用例があります。
「３ＤＳＹＳＴＥＭＳ社」ＷＥＢでＬｅｇａｃｙｐｒｉｎｔｅｒｓのカテゴリーにマニュアルやソフトウェアがあります。	使用説明書、各部の調整方法、メンテナンスなど詳細な資料を参照することができます（全て英文）。
・各部の点検
５２０ｍｍ（横）×５２０ｍｍ（奥）×６００ｍｍ（高さ）の大型の筐体で、自家用車のトランクにぎりぎり入ります。	外側にアクリル製のカバーが被ります。造形サイズも２７５ｍｍ×２７５ｍｍ×２１０ｍｍと大型です。
フレームは１２ｍｍ径のステンレス製シャフトと４３ｍｍ径のアルミ製ハブで組み立てられています。	Ｙ軸方向駆動用のハブは左右とも長さ１００ｍｍ、内部にリニアブッシュが組み込まれています。
Ｙ軸は同期回転する左右２個のステップモーターで駆動されます。ハブの刳り抜き部分に取り付けられています。	Ｘ軸方向駆動用のハブは手前側が長さ１２０ｍｍ、奥側が６０ｍｍあります。全くぐらつきがありません。
Ｚ軸方向駆動用のひと回り大きいステップモーターです。カップリングを介してリードスクリューを回転させます。	本体底部にフィラメントロールのリール台があります。３ロールセットできる設計です。
フィラメントエクストルーダおよびホットエンド周りです。ヘッドの装着数によりシングル・ダブル・トリプルの仕様があり、最大３色（３種類）のフィラメントによる成型が可能です。本機はダブルヘッド仕様です。プレートを介してＸ軸ハブに強固に取り付けられています。
フィラメントエクストルーダはネジ溝による送り出し方式を採用し、アルミブロック材削り出しによる頑強なものです。	ステッピングモーターが、プーリとタイミングベルトを介して送り出しネジを回転させます。
手前にエクストルーダ冷却用（小径）、フィラメント冷却用（大径）のファンが２基ずつ並びます。	下から覗き込むとホットエンドを確認できます。上部のエクストルーダに対応して２基並びます。
ヒーターと一体になった構造で、ノズル周りは耐熱ゴムの被膜により覆われています。ヒーターへの電力供給配線、および温度計測用サーミスタへの配線が見えます。これまで専ら使われてきたのか、写真奥側のホットエンドは状態が良くありません。
エクストルーダ背面側に小さな基板があり各部への配線を集約・中継しています。	３ＤＴｏｕｃｈ全体を制御する専用基板です。出力の際にホストＰＣを必要としません。
ＰＣの代わりにこの小型パネルからあらゆる操作を行います。必要な（最小限の）機能が備わっています。	本来はカバー正面上部にパネルが取り付けられています。５ｍｍ厚アクリル製カバーにより本体剛性がさらに高まります。
・ホットエンドの整備
長時間高温に晒されることでホットエンドは劣化が速く進行します。分解整備が必要です。	エクストルーダとホットエンドを取り外しました。販売元からの部品供給は終わっていますが、深刻な損傷はないようです。
専ら使い続けられてきたと思われる１段目のホットエンドです。ノズル周辺の耐熱ゴム被膜が部分的に切れています。金属部も炭化物が付着して汚れています。
ヒーターおよびサーミスタの導通は問題ありません。上部プレートとの間に断熱用のＭＤＦ部品が入ります。	高温によりＭＤＦ材が変色し、全体的に変形しています。一部は炭化しています。
中心にフィラメントを導くテフロンチューブが通っています。その外側に短いアルミスリーブと、	エポキシ樹脂でしょうか、アルミスリーブの下に耐熱樹脂製のスリーブが差し込まれています。
樹脂製スリーブはヒーターに近い下部が変色・変形しています。高温にさらされた結果でしょう。	２段目ホットエンドから取り外したスリーブと比較すると、劣化の具合が良く分かります。
テフロンチューブも抜いて見ます。先端部分が黒く変色しています。	やはり高温に晒された結果でしょう。変形により出口部分が狭くなっています。
フィラメントが通過できないので、同径のドリルを使って内径を元通りに広げます。	交換したいところですが、同サイズ（内外径）のチューブが見つからず、このまま再利用します。
比べてみると２段目のホットエンドはほとんど使われておらず、ほぼ新品状態だと思われます。１・２段目の位置を交換し、新品に近い２段目を１段目として使用します。
・エクストルーダの整備
アルミブロック材からNC機で削り出し加工されたものでしょう。とにかく頑丈で重量のあるエクストルーダです。	最大３基のエクストルーダが、５ｍｍ厚アクリル製プレートを介してX軸ハブに取り付けられます。
フィラメントはプーリ形状のガイドによりネジ溝に押し当てられます。ガイドの下に送り出しネジが見えます。	１５０ｍｍほどのシャフトの上端に駆動用プーリがネジ固定されています。
ナットを緩めプーリを取り外します。そのすぐ下にベアリングが精密に嵌め込まれています。	下方向にシャフトを抜き取りました。下端に小径のベアリングが２個入り、やはりナットで固定されています。
ベアリングが焼き付いていて回りません。これではエクストルーダとして機能していなかったはずです。	潤滑剤を吹き付けるもまるで改善しません。ベアリングを新品に交換したいのですが、固定ナットも固着しています。
止むを得ずベアリングをバーナーで加熱します。中で固着したグリスがようやく溶け出してきます。	潤滑剤を吹いては焼く作業を繰り返し、何とかスムーズに回るようになりました。ナットが緩まない以上、このまま使用します。
・出力テスト
ダウンロードしたソフトウェアをセットし、含まれていたサンプルデータを出力してみます。最低限の調整ですが、	最初の出力でアヒルの成形に成功しました。カバーを外していたせいか、かなりの動作音でした。
ノズル径が大きく（口径は不明）、積層痕が太く明瞭に残っています。０．４ｍｍ径ノズルによる標準的な出力に比べかなり大雑把な印象です。しかし、構造全体の高い剛性の恩恵なのか、連続する積層レイヤー間にほとんど乱れがありません。
凸曲面には規則正しい積層痕が干渉縞を描いています。残念ながらオーバーハング部（喉のあたり）のフィラメント充填には難があります。積層の連続性が失われ、一部でフィラメントが途切れています。温度管理、フィラメント送り出し速度、冷却特性などを気長に調整していくしかありません。
同じ設定で招き猫のデータを出力しました。Ｐｒｕｓａでは小判や右腕がなかなか綺麗に出力できない難題です。	全体的に悪くない出力結果です。所どころに積層のずれが生じており、これから細かな調整が必要です。
猫の表情や手前の小判を確認します。「金運」の文字を明瞭に描くことはなかなか難しいのですが、それなりに出力されています。
３ＤＴｏｕｃｈ用のフィラメントには、２．５ｍｍ径のＡＢＳまたはＰＬＡが使われます。このフィラメントに合わせて径の大きなノズルが装着されています。時間当たりの積層量が大きく短時間で大きな出力を得られますが、フィラメントの吐き出し径や積層ピッチが大きく、成型が大雑把になるのは当然です。今後の計画としては、ホットエンドやエクストルーダを交換し、制御基板もＡｒｄｕｉｎｏやＭｅｌｚｉ、Ｍａｃｈ等に移行させようと思います。本機の高い剛性と大きな出力サイズは低価格機では得られません。

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３Ｄプリンターの模索が続いています。デルタ型・ＸＹ型いずれも中国製の低価格製品では思うような成果が得られません。ホットエンドやエクストルーダ、制御ボードおよびソフトウェアには格段の進歩があるものの、低価格に抑えるため駆動筐体（フレーム）に十分な配慮がされていません。低剛性の部材が必要最小限にしか使われていないため、各駆動軸とも静的かつ動的に剛性と安定性を欠き、それらは出力品質に大きく影響します。販売を終了した旧型で本格的な筐体設計のされた中古品（ジャンク品）を見つけました。研究を兼ねて再生します。
英国で開発・製造され、日本では武藤工業が代理店になり販売されていた「３ＤＴｏｕｃｈ」です。	まだネット上に多くの情報が残っています。ＹｏｕＴｕｂｅにも紹介や使用例があります。
「３ＤＳＹＳＴＥＭＳ社」ＷＥＢでＬｅｇａｃｙｐｒｉｎｔｅｒｓのカテゴリーにマニュアルやソフトウェアがあります。	使用説明書、各部の調整方法、メンテナンスなど詳細な資料を参照することができます（全て英文）。
・各部の点検
５２０ｍｍ（横）×５２０ｍｍ（奥）×６００ｍｍ（高さ）の大型の筐体で、自家用車のトランクにぎりぎり入ります。	外側にアクリル製のカバーが被ります。造形サイズも２７５ｍｍ×２７５ｍｍ×２１０ｍｍと大型です。
フレームは１２ｍｍ径のステンレス製シャフトと４３ｍｍ径のアルミ製ハブで組み立てられています。	Ｙ軸方向駆動用のハブは左右とも長さ１００ｍｍ、内部にリニアブッシュが組み込まれています。
Ｙ軸は同期回転する左右２個のステップモーターで駆動されます。ハブの刳り抜き部分に取り付けられています。	Ｘ軸方向駆動用のハブは手前側が長さ１２０ｍｍ、奥側が６０ｍｍあります。全くぐらつきがありません。
Ｚ軸方向駆動用のひと回り大きいステップモーターです。カップリングを介してリードスクリューを回転させます。	本体底部にフィラメントロールのリール台があります。３ロールセットできる設計です。
フィラメントエクストルーダおよびホットエンド周りです。ヘッドの装着数によりシングル・ダブル・トリプルの仕様があり、最大３色（３種類）のフィラメントによる成型が可能です。本機はダブルヘッド仕様です。プレートを介してＸ軸ハブに強固に取り付けられています。
フィラメントエクストルーダはネジ溝による送り出し方式を採用し、アルミブロック材削り出しによる頑強なものです。	ステッピングモーターが、プーリとタイミングベルトを介して送り出しネジを回転させます。
手前にエクストルーダ冷却用（小径）、フィラメント冷却用（大径）のファンが２基ずつ並びます。	下から覗き込むとホットエンドを確認できます。上部のエクストルーダに対応して２基並びます。
ヒーターと一体になった構造で、ノズル周りは耐熱ゴムの被膜により覆われています。ヒーターへの電力供給配線、および温度計測用サーミスタへの配線が見えます。これまで専ら使われてきたのか、写真奥側のホットエンドは状態が良くありません。
エクストルーダ背面側に小さな基板があり各部への配線を集約・中継しています。	３ＤＴｏｕｃｈ全体を制御する専用基板です。出力の際にホストＰＣを必要としません。
ＰＣの代わりにこの小型パネルからあらゆる操作を行います。必要な（最小限の）機能が備わっています。	本来はカバー正面上部にパネルが取り付けられています。５ｍｍ厚アクリル製カバーにより本体剛性がさらに高まります。
・ホットエンドの整備
長時間高温に晒されることでホットエンドは劣化が速く進行します。分解整備が必要です。	エクストルーダとホットエンドを取り外しました。販売元からの部品供給は終わっていますが、深刻な損傷はないようです。
専ら使い続けられてきたと思われる１段目のホットエンドです。ノズル周辺の耐熱ゴム被膜が部分的に切れています。金属部も炭化物が付着して汚れています。
ヒーターおよびサーミスタの導通は問題ありません。上部プレートとの間に断熱用のＭＤＦ部品が入ります。	高温によりＭＤＦ材が変色し、全体的に変形しています。一部は炭化しています。
中心にフィラメントを導くテフロンチューブが通っています。その外側に短いアルミスリーブと、	エポキシ樹脂でしょうか、アルミスリーブの下に耐熱樹脂製のスリーブが差し込まれています。
樹脂製スリーブはヒーターに近い下部が変色・変形しています。高温にさらされた結果でしょう。	２段目ホットエンドから取り外したスリーブと比較すると、劣化の具合が良く分かります。
テフロンチューブも抜いて見ます。先端部分が黒く変色しています。	やはり高温に晒された結果でしょう。変形により出口部分が狭くなっています。
フィラメントが通過できないので、同径のドリルを使って内径を元通りに広げます。	交換したいところですが、同サイズ（内外径）のチューブが見つからず、このまま再利用します。
比べてみると２段目のホットエンドはほとんど使われておらず、ほぼ新品状態だと思われます。１・２段目の位置を交換し、新品に近い２段目を１段目として使用します。
・エクストルーダの整備
アルミブロック材からNC機で削り出し加工されたものでしょう。とにかく頑丈で重量のあるエクストルーダです。	最大３基のエクストルーダが、５ｍｍ厚アクリル製プレートを介してX軸ハブに取り付けられます。
フィラメントはプーリ形状のガイドによりネジ溝に押し当てられます。ガイドの下に送り出しネジが見えます。	１５０ｍｍほどのシャフトの上端に駆動用プーリがネジ固定されています。
ナットを緩めプーリを取り外します。そのすぐ下にベアリングが精密に嵌め込まれています。	下方向にシャフトを抜き取りました。下端に小径のベアリングが２個入り、やはりナットで固定されています。
ベアリングが焼き付いていて回りません。これではエクストルーダとして機能していなかったはずです。	潤滑剤を吹き付けるもまるで改善しません。ベアリングを新品に交換したいのですが、固定ナットも固着しています。
止むを得ずベアリングをバーナーで加熱します。中で固着したグリスがようやく溶け出してきます。	潤滑剤を吹いては焼く作業を繰り返し、何とかスムーズに回るようになりました。ナットが緩まない以上、このまま使用します。
・出力テスト
ダウンロードしたソフトウェアをセットし、含まれていたサンプルデータを出力してみます。最低限の調整ですが、	最初の出力でアヒルの成形に成功しました。カバーを外していたせいか、かなりの動作音でした。
ノズル径が大きく（口径は不明）、積層痕が太く明瞭に残っています。０．４ｍｍ径ノズルによる標準的な出力に比べかなり大雑把な印象です。しかし、構造全体の高い剛性の恩恵なのか、連続する積層レイヤー間にほとんど乱れがありません。
凸曲面には規則正しい積層痕が干渉縞を描いています。残念ながらオーバーハング部（喉のあたり）のフィラメント充填には難があります。積層の連続性が失われ、一部でフィラメントが途切れています。温度管理、フィラメント送り出し速度、冷却特性などを気長に調整していくしかありません。
同じ設定で招き猫のデータを出力しました。Ｐｒｕｓａでは小判や右腕がなかなか綺麗に出力できない難題です。	全体的に悪くない出力結果です。所どころに積層のずれが生じており、これから細かな調整が必要です。
猫の表情や手前の小判を確認します。「金運」の文字を明瞭に描くことはなかなか難しいのですが、それなりに出力されています。
３ＤＴｏｕｃｈ用のフィラメントには、２．５ｍｍ径のＡＢＳまたはＰＬＡが使われます。このフィラメントに合わせて径の大きなノズルが装着されています。時間当たりの積層量が大きく短時間で大きな出力を得られますが、フィラメントの吐き出し径や積層ピッチが大きく、成型が大雑把になるのは当然です。今後の計画としては、ホットエンドやエクストルーダを交換し、制御基板もＡｒｄｕｉｎｏやＭｅｌｚｉ、Ｍａｃｈ等に移行させようと思います。本機の高い剛性と大きな出力サイズは低価格機では得られません。