Prusa_assemble

・２台目３Ｄプリンタ「Ｐｒｕｓａｉ－３」の組み立て（２０１５．０６．０１～）

その品質の高さに驚かされながら開梱した２台目３Ｄプリンタ「Ｐｒｕｓａｉ－３」、予想外に早く到着してしまったので、工房の
業務予定をあれこれ変更して組み立てを開始しました。
アクリル製の基本パーツが非常にしっかりしているので、大筋部分では全く問題なく、拍子抜けするほど順調に作業が
進みます。中国製品にはトラブルの報告を多々聞きますが、この製品に関しては数少ない例外か・・と思わされます。

ですが、やはりいくつかの問題が出てきました。全体的にこれだけ高品質のキットであるのに、なぜこんなレベルの
問題が含まれるのか何とも不可解です。問題の起こり方が非日本的なのです。

組み立て手順自体はシンプルで、付属の組み立てマニュアルが分かりやすく、誰にでも十分理解できます。従って手順
そのものの紹介は略して、出てきた問題の状況と解決方法を紹介することにします。

ステッピングモータの固着

右側Ｚ軸のモータマウントを組み上げたところで、Ｚ軸の回転がやけに重たいことに気づきました。原因の一つは
ステッピングモータの回転（停止時）が重いことです。元々トルクのある強力なモータで、また多少のトルク不足は
ドライバの駆動電流を増やすことでカバーできるでしょうが、かなり力を入れないと回すことができず正常では
ありません。全部で５個使用されているうち、同じように回転の重たいものがさらに２個見つかりました。
　

回転の重いステッピングモータをオーバーホールします。簡単な構造で分解しやすくできています。裏側のねじ４本を
緩めると裏蓋が外れてきます。スプリング平ワッシャを介してベアリングで軸が保持されています。
　

ステッピングモータの内部では、ステータコイルの内側を僅かの隙間を介してロータが回転します。その隙間に黒い
グリスが無造作に詰め込まれていて、経時変化なのか固着しかかっています。回転が重いのはこのためでしょう。
さらに分解してこれ以上調子を悪くしたくないので、潤滑スプレーでグリスを軟化させ除去します。回転が軽くなりました。

　

Ｚ軸の回転が重いもう一つの原因

ステッピングモータの問題が解決されてもＺ軸の回転はまだ重いままです。Ｚ軸を上下させるために３２２ｍｍのリード
スクリューと真鍮製のフランジナットが使われています。このフランジナットの固定ネジを緩めると回転が軽くなります。
つまり、リードスクリューとフランジナットが垂直に噛み合っていないようです。左側Ｚ軸では問題ありません。フランジ
ナットは代替品を送ってもらうよう中国の会社に要求します。それまではナットとマウントの間に一部スペーサを入れて、
リードスクリューの垂直を調整します。

　

Ｙ軸ステッピングモータサポートの不具合

Ｙ軸駆動用のステッピングモータを取り付けると、写真のように後部がサポートから浮いてしまいます。原因はアクリル
パーツの切断面にありました。レザーカッターでアクリル材を切断すると、レザービームの収束と拡散のため切断面は
平面とはならず、材料の厚み方向中心部が膨らんだ面となります（右図）。ここで、ビームのフォーカスが材料の厚み
中心に合っていないと、左右のどちらかに傾いた斜めの切断面となり、パーツを組み上げた時に垂直にならない原因と
なります。
　

モーターサポートがベースフレームに当たる切断面を、ヤスリを使って垂直に近づけます。Ｙ軸駆動ベルトのテンションが
モーターを垂直位置に戻すよう加わるので、ある程度修正できればＯＫです。

　

Ｚ軸スライディングロッド長不一致

Ｚ軸の昇降をガイドするため、８ｍｍ径３５０ｍｍ長のスライディングロッドが左右に組み込まれます。Ｚ軸モーター
サポートの下面からフレームワークホルダーの上面まで、正確に距離を計測すると３４８．５ｍｍしかありません。
またスライディングロッドの長さも３５０．５ｍｍほどあり、結果ホルダーの上面から２ｍｍほど突き出てしまいます
（左写真）。そしてロッドリストリクション（留め具）は、組み立て説明書（右図）にあるように閉まらず、ロッドの
上下動を止める役割を果たしません。
　

アクリルフレームには２ｍｍを吸収する余地はありません。無理に収めると５ｍｍ厚アクリル材をタイトに組み合わせて
剛性を高める設計が台無しです。解決方法としてはこの２ｍｍを切り落とすしかありませんが、製造元に意見を聞いて
みました（右図をクリック）。フレームを緩めて隙間をつくり、ロッドが収まったらネジを締めろ・・大らかな発想です。
結局、グラインダでゆっくり２ｍｍ落としました。３Ｄプリンタに剛性の確保は重要です。

　

リニアブッシュ（ベアリング）の交換

ベアリング関係の不良は中国製品に共通したトラブルです。交換を余儀なくされた報告をよく見かけます。
この製品にはＸ・Ｙ・Ｚ軸全てに計７個のスライドユニットが使われています。ホットエンドの精密な駆動に妥協のない
設計ですが、やはり一部に不具合がありました。軸ロッドをスライドする際に僅かに引っ掛かりを感じます。
成形精度を向上させるための２台目ですから、いっそ全てを日本製のものに交換します。
　

信頼性の高い日本製スライドユニットは結構な値段がします。ですが、スライドユニットは外側のケース（ハウジング）と
スライドブッシュがセットになっているパーツなので、内部のスライドブッシュのみの交換で済みます。ロングサイズの
ユニットには２個のブッシュが内蔵されます。
　

「ＭｏｎｏｔａＲＯ」で購入したＴＨＫ製スライドブッシュです。引っ掛かりなど全くありません。組み込む前に内側にグリスを
充填します。
　

ハウジングに挿入します。ロングサイズのユニットでは、２個のブッシュの間に樹脂製のスペーサが入ります。
スナップリングプライヤを使ってリングを元の位置にセットします。

　

クーリングファン取付けブラケットの修正

ホットエンドブロックのクーリングファン（フィラメント冷却用）はブラケットを介して３本のネジで取り付けられています。
両側の２本はブラケット固定用、中央の１本は長さ３０ｍｍで、ブラケットを貫通しホットエンド本体をマウントに固定
しています。ブラケットの成形が悪くネジ穴が上にずれるため、中央のネジがホットエンドのフランジに当たり、ホット
エンドが少し傾いています。
　