2013년 7월 12일 금요일

[Prusa mendel 제작기-6] 디바이스마트에서 부품이 도착했습니다.

prusa mendel에는 전산볼트나 printed parts, ramps처럼 큼지막한 부품들이
들어가지만, 리미트 스위치나 서미스터처럼 자잘한 부품들 역시 들어갑니다. 이런 자잘한 부품들을 디바이스마트에서 주문했습니다.

또한, prusa mendel에는 스텝모터가 5개 필요한데요, 친구로부터 3개를 받기로 했는데, 2개가 더 필요해서 이 역시 디바이스마트에서 주문했습니다.


나사고정제 및 윤활유





좌측은 록타이트 242 나사잠금제, 우측은 3 - in -one 윤활유입니다.

prusa mendel의 기본 구조는 printed part들을 전산볼트와 너트로 연결해 만들어집니다. 하지만, 출력 과정에서 모터에서 발생하는 진동은 이 너트들을 풀기에 충분합니다.

이렇게 너트가 풀리는 것을 방지하기 위해, 나사 잠금제를 사용했습니다.
나사 잠금제도 종류가 여러가지인데요, 
http://m.blog.daum.net/_blog/_m/articleView.do?blogid=08CVx&articleno=15606962
여기에 잘 설명되어 있습니다.

대략 설명하자면, 
222(보라색)은 약한 강도, 
242,243(파랑색)은 중강도(수공구로 분해가능)
262,271,272,277(빨강색)은 고강도(공구를 사용해도 분해가 힘듦
290(초록색)은 저점도(너트 옆에 바르면 스며들어가서 고정)
입니다.
prusa memdel은 진동을 버텨야 하지만, 개조 가능해야 하니까 242나 243이 적당합니다.

참고:매니큐어를 너트 주변에 발라도 비슷한 효과를 낸다고 합니다. 저 나사 잠금제가 14000원이니, 돈을 아끼고 싶은 사람은 매니큐어도 좋은 선택일 것 같습니다.

윤활유는 WD-40처럼 보편적으로 사용할 수 있는 윤활유입니다. 
저는 WD-40은 간편히 쓰기는 좋지만 베어링에 사용하면 베어링 그리스를 녹여 내부의 구슬이 마모되고, 플라스틱을 녹인다고 해서 3-in-one을 구입했습니다.

시험삼아 smooth rod에 뿌려보았는데, 확실히 부드러워지네요.




록타이트 242를 사용할때는 노즐을 당겨서 감금을 풀어야 합니다. 처음에는 저걸 몰라서 왜 안나오나 했네요.




고정하고싶은 너트를 정한 뒤




그 너트를 조금 풀고




나사 고정제를 살짝 바른 뒤 다시 조여줍니다.

전체를 다 하는데 30분정도 걸린 것 같습니다.



페라이트 코어



다음은 페라이트 코어입니다.

오픈크리에이터에서 본 정보입니다. 프린터가 갑자기 이유없이 꺼져서 출력이 망하는 경우가 있다고 합니다. 이는 USB에서 오는 노이즈 때문입니다. 그 노이즈를 없애기 위해 페라이트 코어를 연결해줍니다.



이렇게 USB선으로 한 번 둘러주면 됩니다.



모터



이번 주문의 가장 큰 목적인 모터입니다.
한개 2만원이 넘는 비싼 몸값을 자랑합니다.

X 모터 마운트와 Y 모터 마운트에 모터를 각각 장착하고, 풀리를 베어링과 평행하도록 연결한 후 벨트를 걸어줍니다.





프루사는 이 위치가 가장 예쁜 것 같습니다.



X 축 모터를 장착한 모습입니다.
풀리가 모터 쪽으로 가도록 장착합니다.




X carriage에 Belt clamp로 고정해줍니다.
이 때 벨트 장력이 중요합니다. 일단 튕겨서 맑은 소리가 나는 정도로 세팅했구요, 써보면서 조절해야 할 것 같습니다.





모터 커넥터는 이와 같이 두 선을 잘라주어야 합니다. 유니폴라 모터를 바이폴라 모터처람 사용하기 위해 common 선을 잘라줍니다.





X, Y 축 모터와 벨트 장착이 완료되었습니다.




방열판




다음은 방열판입니다. 모터의 온도가 높아지면 탈조(스텝을 건너뛰는 현상)이 발생하거나, 심하면 모터의 자력이 사라져 모터가 고장납니디. 아직은 발열이 심하지 않지만, 일단 붙여주었습니다.




각 모터에 이렇게 붙여주었습니다.
익스트루더 모터에 붙인 방열판은 Z축을 올렸을 때 프레임에 걸려서, 어떻게 해야 할 지 고민중입니다.
발열이 가장 심한 모터가 익스트루더 모터라 떼어버릴수도 없고...





리미트 스위치



마지막으로, 리미트 스위치입니다.

특별한 것은 없습니다. 전선을 납땜해서 RAMPS에 연결하면 됩니다.







오늘 포스팅은 이렇게 마무리 하겠습니다.
X, Y축이 움직이니 드디어 프린터가 살아 움직이는 것 같습니다.


이제 곧 완성됩니다!!

2013년 7월 5일 금요일

[Prusa mendel 제작기-5] Mechanical Part 제작 2(프레임 조립)

 원래 이 내용을 어제 올리려고 했는데, 재료 정리만으로도 너무 길어져서 글을 나누게 되었습니다.

이 내용은 어제 올린 글에서 가져온 내용입니다.
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Reprap의 공식 모델인 멘델과는 달리, Prusa mendel은 제대로 된 설명서가 존재하지 않습니다. 그러다 보니 좀 헤매게 되는데요, 처음 하시는 분들을 위해 몇가지 조립 설명서를 알려드리겠습니다.


http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel_Assembly - reprap.org의 공식 설명서입니다. Prusa i1용 설명서입니다. 공식 설명서다 보니 정확하지만, 글로 되어 있습니다. 동영상도 있지만, 조립시에 영상을 보면서 하기는 힘들죠.

http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel_Assembly_(iteration_2) - 마찬가지로 reprap.org의 Prusa i2 공식 설명서입니다. 마찬가지로 글로 되어있습니다.

http://garyhodgson.com/reprap/prusa-mendel-visual-instructions/ - 그림으로 되어있는 설명서입니다. 보기는 아주 편하지만, 안타깝게도 Prusa i1용이다 보니 제가 조립할 Prusa i2와는 조금 다릅니다.

http://www.nextdayreprap.co.uk/prusa-mendel-build-manual-contents/ - 사진으로 되어있는 Prusa i2 용 조립 설명서입니다. 보기가 아주 편하지만, nextdayreprap에서 판매하는 변형 Prusa mendel의 설명서입니다.

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그럼, 바로 시작하겠습니다.




370mm 전산볼트 가운데에 Bar clamp를 넣고, 양 쪽에 와셔를 넣은 뒤 너트로 조여줍니다.
그리고 양 쪽 끝에 너트를 넣어줍니다.






다음, 양 쪽에 너트와 와셔만 넣은 370mm 전산볼트를 두 개 준비합니다.





앞의 두 단계에서 준비한 370mm 전산볼트 3개와 Frame Vertex 3개를 연결합니다.
이 때, 가운데 Bar clamp가 들어간 전산볼트 양 옆으로 다리가 달린 Frame Vertex가 들어가야 합니다.

각각의 Frame Vertex 사이의 간격이 290mm가 되도록 너트를 조이고 풀어 조절하고, 양 쪽의 너트를 조여 단단히 고정합니다. 이 때, 플라스틱이 파손되지 않도록 주의합니다.

이 과정을 두 번 반복해서 삼각형 프레임 두 개를 만듭니다.






294mm 전산볼트 두 개를 준비하고, 하나는 가운데에 베어링과 그 옆으로 Bar clamp,  그리고 너트와 와셔가 들어가도록, 그리고 나머지 하나는 너트와 와셔반 넣어줍니다.

저는 Printed Parts에 포함된 벨트 풀리를 사용했는데요, 이를 사용하지 않을 경우에는 Fender washer을 사용하시면 됩니다. 자세한 설명은 위의 설명서 링크를 참고하세요.


// 저는 베어링이 진동이 많은 부위라 좌우에 너트를 두 개씩 넣어 주었습니다. 어차피 마지막에 나사잠금제를 사용할 생각이기 때문에 반드시 필요한 것은 아닙니다.






이번에는 Y축 스텝모터가 장착될 방향입니다.
방금 전과 같은 방법으로 하되, 중간에 Y motor mount를 넣어줍니다.

사진에 보면 왼쪽 전산볼트에서 모터 마운트를 너트로 고정하지 않았는데요, 해야 합니다. 조립 과정 중 실수가 있어서 나중에 바로잡았습니다.





앞에서 만든 부품들 두 세트를 앞에서 만든 삼각형 프레임에 연결하면 이제 프레인이 자신의 힘으로 서 있을 수 있게 됩니다.






440mm 전산볼트 두 개를 위쪽 Frame Vertex에 통과시킵니다.

반대 쪽 Frame Vertex에 통과시키기 전에 와셔 - 너트 - 너트 -와셔 를 미리 넣어줍니다.






Frame Vertex에 모두 통과시킨 후에는, 와셔 - 너트 - 와셔 - Z motor mount - 와셔 - 너트 순으로 전산볼트에 연결합니다.





다음은 Y축입니다. LM8UU 베어링 2개를 환봉에 넣은 후, 환봉을 Bar Clamp에 통과시킵니다. 이 때, 수축때문에 Bar Clamp의 구멍이 조금 작아서 환봉이 잘 안들어가는데, 이를 위해 Bar clamp의 구멍을 8mm 드릴날로 미리 넗혀주면 더욱 좋습니다. 저는 드릴이 없어서(ㅠㅠ) 그냥 넣었습니다. 고정은 확실히 되네요.


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2013.7.16 수정

Bar clamp를 아래로 가게 해서 Y축 Smooth rod가 아래로 가는 것은 Prusa mendel i1의 설계입니다. 이 때는 베드  플레이트를 2장을 써서 이렇게 했습니다만, 우리가 만드는 Prusa mendel i2는 베드 플레이트를 한 장만 사용하기 때문에 Bar clamp가 위로 가야 합니다.

이렇게 하면 베드가 걸려서 Y축 활동범위가 현저히 줄어듭니다.






이렇게 되어야 합니다.

설명서가 부실하다 보니 이런 일도 생기네요. 저도 처음에는 몰랐는데, 외국 블로그들을 돌아다니다 보니 이렇게 되어 있어서 그제야 알게 되었습니다.

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모두 연결하면 이런 모양이 됩니다.

 Y축에 LM8UU를 3개만 사용할 수 도 있습니다. 이 경우에는 LM8UU가 총 10개 필요합니다.
전 11개를 구입햇기 때문에 2개씩 넣어주었습니다.






다음은 X축입니다.

X idler과 X motor mount에 LM8UU를 두 개씩 넣고, 케이블 타이로 조여줍니다.






그 전에 잠깐, 혹시 X idler과 X motor mount의 전산볼트가 들어갈 구멍이 막혀있다면 뚫어줍니다. 프린트 과정에서 브릿지로 출력하기 대문에 저 구멍이 막혀있습니다.






이렇게 두 세트가 준비되었습니다.




다음, 210mm 전산볼트에 너트를 넣고, 큰 스프링을 넣어줍니다.
스프링은 하나만 넣어도 되구요, 스프링이 구하기 어렵다면 이 과정을 생략해도 됩니다.





전산볼트를 위에서 아래로 X idler과 X motor mount에 넣습니다.






그리곤 전산볼트를 누른 상태에서 너트를 조여줍니다.
나중에 전산볼트가 적당히 부드럽게 돌아갈 수 있을 정도로 조절합니다.


이 다음 과정은 405mm smooth rod를 X idler과 X motor mount에 넣는 과정입니다만, 설명서에 나온 대로 420mm 환봉을 넣었다가 폭이 맞지 않아 멘붕해서 사진을 찍지 않았습니다.


저는 프레임 전체의 폭을 넓혀서 문제를 해결했지만, 나중에 만드시는 분은 nextdatreprap의 규격대로 환봉을 자르시기 바랍니다.

reprap.org의 재료 설명은 prusa i1 기준으로 설명되어 있는 것 같습니다. 길이가 너무 깁니다.


참, X idler과 X motor mount에 환봉을 넣을때는 


빨간 사각형으로 표시한 부분을 라이터로 살짝 가열해서 저 부분이 부드러워 지도록 한 다음 넣어야 합니다. 무리하게 환봉을 넣다가는 Printed Parts를 파손시킬 수 있습니다.






이렇게 만든 X 축 부분을 프레임에 고정시킵니다. Z motor mount에 너트를 집어넣고, 반대쪽에서 Rod Clamp를 볼트로 조여줍니다. 정신이 없어서 사진이 부실한 점은 죄송합니다.





아래쪽에서도 마찬가지로 Bar Clamp로 환봉으 고정해 줍니다. 이 때 환봉이 바닥과 수직해야 하는데요, 너트에 실을 묶어서 늘어뜨려서 조절하는데... 
http://reprap.org/wiki/Mendel_frame 이렇게 하시면 됩니다.






X축 환봉에 설치된 LM8UU 3개 위에 X carriage를 얹은 뒤, 케이블 타이로 고정시킵니다.








우여곡절 끝에 프레임이 완성되었습니다.

더 만들고 싶지만, 다른 부품이 친구에게 있어서 일단 여기까지만 진행하도록 하겠습니다.

본인이 만드는데에 정신이 팔려서 사진도 군데군데 모자라고, 설명도 두서가 없네요.



긴 글 읽어주셔서 감사합니다.



2013년 7월 4일 목요일

[Prusa mendel 제작기-4] Mechanical Part 제작 1(재료 총정리)

지난 화요일(7월 2일), 드디어 이베이에 주문했던 Printed Parts와 Hobbed bolt가 도착했습니다.
 Printed Parts를 2세트 주문했는데, 한 세트만 오긴 했지만, 이베이 셀러와 몰테일(배송대행사)에서 잘 처리해 주었습니다.

그럼, 대망의 부품들을 볼까요?


저기, 벨트 풀리는 사진 찍기 전에 아무 생각 없이 베어링을 넣어버려서 베어링이 이미 들어있습니다.....

생각보다 각각의 부품의 크기가 크고, 정밀도나 강도도 좋았습니다.(처음 만져보는 3D 프린터 출력물이라...)

부품이 다 모였으니 조립해야겠죠?

Reprap의 공식 모델인 멘델과는 달리, Prusa mendel은 제대로 된 설명서가 존재하지 않습니다. 그러다 보니 좀 헤매게 되는데요, 처음 하시는 분들을 위해 몇가지 조립 설명서를 알려드리겠습니다.


http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel_Assembly - reprap.org의 공식 설명서입니다. Prusa i1용 설명서입니다. 공식 설명서다 보니 정확하지만, 글로 되어 있습니다. 동영상도 있지만, 조립시에 영상을 보면서 하기는 힘들죠.

http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel_Assembly_(iteration_2) - 마찬가지로 reprap.org의 Prusa i2 공식 설명서입니다. 마찬가지로 글로 되어있습니다.

http://garyhodgson.com/reprap/prusa-mendel-visual-instructions/ - 그림으로 되어있는 설명서입니다. 보기는 아주 편하지만, 안타깝게도 Prusa i1용이다 보니 제가 조립할 Prusa i2와는 조금 다릅니다.

http://www.nextdayreprap.co.uk/prusa-mendel-build-manual-contents/ - 사진으로 되어있는 Prusa i2 용 조립 설명서입니다. 보기가 아주 편하지만, nextdayreprap에서 판매하는 변형 Prusa mendel의 설명서입니다.



사정이 이렇다 보니, 여러 설명서들을 오기면서 대충 맞춰야 합니다.

다행스럽게도, Prusa mendel은 조립이 아주 쉽습니다. 저는 위의 조립 설명서들을 하도 많이 봐서, 설명서를 보지 않고 조립했습니다.

먼저, 재료들부터 시작하겠습니다.

http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel - 여기를 참고하셔도 됩니다. 그런데 m3 볼트 개수가 조금 이상하게 나와있으니 넉넉히 구입하세요.

재료

개수/구입처/구입가격

으로 표기하겠습니다.

Printed Parts

1set/eBay/6만5천원 +  배송비



우리나라에서 구하기는 불가능에 가깝습니다.

일단 파트의 양이 많아 원료의 소모가 크고, 출력 난이도도 높은 편에 속하다 보니, 지인중에 3D 프린터 고수가 있지 않으면 국내에서는 못구한다고 봅니다.

이베이에서 검색해보면 정말 많이 있습니다. 저는 판매량이 많은 판매자를 선택했는데, 높은 퀄리티의 출력물을 얻을 수 있었습니다.



Hobbed bolt

1개/eBay/6.25달러 + 배송비



직접 선반가공하는게 가장 좋습니다만, 저는 학교에 선반이 있어도 쓸 줄을 몰라서 그냥 샀습니다.

Threded Rod

6개 * 1m/한성볼트(청계천)/약 1만원



인터넷으로 구입해도 되구요, 청계천에 가면 아주 쉽게 구할 수 있습니다.

개인적으로 스테인레스를 아주 좋아해서 스테인레스 전산볼트를 구입했습니다.(자르다가 죽는 줄 알았습니다...ㅠ)

370mm 6개, 440mm 3개, 294mm 4개, 210mm 2개가 필요하므로

1m짜리 6개를 사서 ( 370 + 370 +210 ) * 2, ( 294 + 294 + 370 ) * 2, 440 + 440 , 440 이렇게 자르면 됩니다.

저는 자르는데에 보쉬의 드레멜을 사용했습니다. 죽는 줄 알았습니다.



Smooth rod

2.5m 1개/동신스텐(청계천)/6000원




LM8UU가 지나다닐 길입니다.

연마봉을 사용하면 더 좋습니다만, 저는 스테인레스가 좋아서 스테인레스 환봉으로 대체했습니다. 가격이 1/3인건 덤입니다.

이것도 잘라야 하는데, 전산볼트보다는 자르기가 수월합니다.

350mm 2개, 405mm 2개, 420mm 2개가 필요합니다.


608 Bearing

6개/덕신상사(청계천)/1800*6 = 10800원



이것도 그냥 청계천 가서 '608베어링 주세요' 하면 됩니다. 이렇게 표준화된 부품, 정말 좋습니다.

참고로, 덕신상사는 정말 친절하고 좋습니다.예전에 RC할때 알아둔 곳인데, 정말 친절합니다. 저는 볼트 가게와 환봉 가게를 모두 이곳에서 추천받았습니다.


LM8UU

11개/서진상사(청계천)/1600*11 = 17600원



리니어 베어링입니다. 중국산 1700원, 국산 3000원, 일본산 10000원의 가격 차이를 자랑합니다. 그리고 품질은 가격에 비례합니다(ㄷㄷ)

저는 중국산을 사용중인데요, 나중에 x,y축만이라도 국산으로 바꿀 생각입니다. 품질 차이가 대단합니다.

웬만하면 국산 추천드립니다.



풀리, 벨트

2m/중고거래/2만원



이것도 중요한 요소입니다. 종류도 여러가지입니다.

MXL, XL, T5, T2.5, GT2 등이 있습니다.

GT2 벨트와 풀리를 이용하면 출력 품질이 매우 높아진다고 합니다만, 비쌉니다. 구하기도 어렵구요.

이베이에서 판매합니다.
국내에서 구하려면 한국 미스미(http://kr.misumi-ec.com/)를 추천드립니다. 




M8 너트, 와셔

100개/한성볼트(청계천)/한 번에 여러가지를 사서 잘 모르겠습니다.

별로 안비쌉니다. 넉넉히 100개씩 삽니다.



M3 너트, 와셔

50개/한성볼트(청계천)/마찬가지

이것도 50개씩 삽니다.




커플링

2개/디바이스마트/7500원 * 2 = 15000원

<사진출처: 디바이스마트>


Printed Parts에 비닐 호스와 함께 커플링으로 사용할 수 있는 부품이 있습니다만, z축 요동이 심해져서 비싸더라도 커플링을 사용합니다.


MDF Thick Plate

1개/샘광고레이저/8000원

레이저 가공합니다. Thingiverse.com에서 검색해보면 적당한 도면들이 있습니다.




PCB Heated Bed

1개/메이크존/2만3천원


<사진출처: reprap.org>


ABS가 판에 잘 달라붙을 수 있도록 가열해주는 판입니다. PLA로 출력할 경우 필요 없습니다.

이베이에서 주문하려고 했으나, 얼마 전부터 메이크존에서 판매를 게시했습니다.
링크 - http://www.makezone.co.kr/


참고 -
메이크존의 Heated Bed입니다. 사진은 메이크존의 허락을 받고 사용했습니다.

RAMPS 1.4 + Arduino Mega 2560 + Pololu A4988

1개/중고 거래/13만원


<사진출처: reprap.org>


컴퓨터로부터 신호를 받아 3D 프린터를 동작시키는 회로입니다.
아두이노 메가가 신호를 받아 스텝모터 드라이버에 신호를 주면, x,y,z축과 익스트루더의 스텝모터를 동작시킵니다.
자세한 설명: http://reprap.org/wiki/Ramps

이것 또한 원래 국내에선 구할 수 없었는데, 메이크존에서 판매를 게시했습니다.
링크 - http://www.makezone.co.kr/

참고 -

메이크존의 RAMPS KIT입니다. 이 외에도 전선이 포함되어 있습니다. 아두이노 메가는 카피입니다만, 성능은 동일합니다. 이 사진 역시 메이크존의 허락을 받고 사용했습니다.



Hot end

나중에 따로 정리하겠습니다.



NEMA17 Stepper motor

5개/중고거래/6만원


NEMA17은 미국의 공업 규격이라고 합니다.

국내에선 42각 스텝모터라고 부릅니다.

토크가 40N/cm 이상이여야 합니다.




M3*10 볼트, M3*20 볼트,M3*50볼트

50개/한성볼트(청계천)/7천원

쓸 일 많으니 넉넉히 50개씩 삽니다.



스프링

2개+6개/청계천/3천원

M8 볼트가 들어가는 스프링 2개(Z축 용)

M3 볼트가 들어가는 스프일 6개(2개는 익스트루더, 4개는 베드 수평 맞추기 용)
청계천에서 구입합니다.


//계속 수정합니다.



재료만으로도 너무 길어져서 글을 나누도록 하겠습니다.