Lo-Chen's Note: 1月 2014

2014年1月31日星期五

3D Printer RepRap Prusa i3 組裝紀錄

源起
淡江航太系學長
我這台的印表機的型號為 RepRap Prusa i3。為什麼挑這台？因為台灣相當多人組裝過！也就是說相關資訊最齊全。其實我也不知道為什麼i3會這麼多人組，不過其累積大量的零件採購資訊跟組裝經驗，使i3為初學者很好的入門選擇之一。
其實像我自己組一台3d printer已經不是什麼困難事，其難易度大概跟自己組一台桌上型PC差不多，有看過一位國小升國中的學弟也組了一台i3，相信大家也可以。首先，許多零件都是現成的(列印件、加熱頭、擴充版...)，需要花心思的頂多在於採購、組裝、校正；再來，網路資源豐富，台灣地區已有許多3d printer的組裝經驗，fb上相關的社團也相當興盛：
  Reprap.Taipei
  Taiwan 3D Printing
甚至參考資料只要看中文的就夠了(特別是i3)，我因為趕時間+偷懶，沒仔細看這個款式的原文官網(不過大陸有翻譯了大部分)：
  RepRap

由於網路上許多前輩已做了很完整的教學文件、blog文章、經驗分享，以我這個才疏學淺的後輩再複製貼上沒什麼意思，所以接下來的內容會有許多我認為不錯的連結，依照我自己購買、組裝、測試.....等等的順序來排列，希望對其他人有所幫助。

More about Reprap

台北數位藝術節的reprap傳單，借用一下：

材料購買資訊
3D printer的零件一大堆，剛看到時有點不知所措不知從何購買起，我參考下列前輩的零件列表再加上網拍賣家賣場的商品後：
1. http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/10/prusa-i3-3d-diy.html
2. http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/11/3d.html
3. http://jimmyeestudio.blogspot.tw/2013/10/3d-printer-3d-prusa-i3-fablab-taipei-diy.html
http://class.ruten.com.tw/user/index00.php?s=jimmyjason&m=2
4. http://blog.xuite.net/diy3dp/main/198872306
5. http://prusa3dprinter.blogspot.tw/2013/12/prusa-i3-2-02-2553-7717-2132-i3500-02.html

自己打了一份零件列表：
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0AtmaJ4tnmRoIdGN3d3lYREJUTVJvMUFuRE9EamhhYVE#gid=0
供大家參考，不過多少會有些遺漏的項目，請發現的人提醒我吧! 感恩~

工具
這邊我不多打，只是提醒一下如果買到的列印件精度不夠，這時手邊有台手持的電動打磨機，是一件方便又幸福的事。

硬體組裝
硬體部分簡單來說，就是：
鎖不完的螺絲；牽不完的線；整理不完的蛇管。
組裝不難，只是耗時而以，不過參考資料還是相當重要的，以下列出幾個我組裝時的參考資料，以及我個人的錯誤經驗。

1. http://dl.dropboxusercontent.com/s/femvh8j5njf4sag/prusa_i3_frame_kit_build_manual.pdf
有較完整的組裝過程照片，以及詳細的五金零件規格，不過僅限於純機構組裝，並沒有馬達、加熱頭、配線、電路板等安裝連接方式，對於一開始要組整個printer結構來說]還蠻方便的，不過Y軸在裝線性軸承時不能直接照著套進去，因為我的列印件與軸承不可以用束帶事後固定，因此要事先安裝軸承進Y軸列印件。

2. http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/10/prusa-i3-3d-diy.html
沒錯，還是陳亮宇先生。他的部落格我認為是台灣地區最實用的3d printer reference，先爬完他的blogger有一定的好處，而且除了零件資訊齊全外，每個特別提醒的地方還真的很重要，建議要做下個步驟時都再看一下這篇，有沒有他提醒要注意別出錯的小地方，再動手。

3. http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_Introduction
reprap官網，還有很多其他版本的印表機
組裝過程依下列方式分類：

4. http://blog.xuite.net/diy3dp/main/198689436

不過每個參考資料的印表機版本還是有些出入，因為每過一些時間總會有修改的更新版本，所以每個步驟都加以比較每個參考資料，知道如何下手後再進行下一步，是最保險的做法。

錯誤經驗：
1. 綁束代時太用力，把列印件用斷裂(用瞬間膠補修)
2. 極限開關腳位焊錯，請參考 : 3D印表機DIY建構筆記
3. 皮帶條很緊後就把剩下的減掉了，事後才看到應該要這樣，利用束帶固定比較好：

圖片來源：http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_X_and_Y_axis_motions

不過也可以這樣......

圖片來源：http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/12/blog-post_23.html

我自己的組裝過程：

1. Y軸底架主裝（這是錯的，因為我的列印件必須先將線性軸承打入，才能套進光軸）

2. 安裝上壓克力平台架，光軸用束帶固定（在這裏我太用力，用斷列印件）

3. 組裝Z軸與X軸的光軸和列印件（這張也組錯了，中間的擠出機滑車應該左右方向轉180度裝）

4. 擠出機組裝，圖中因為擠出軸的金屬刻痕位置偏離，所以我用壓克力管調整。

5. 加熱頭jhead，用來加熱使塑膠融化，具有溫度感測器來調整溫度。

6. 安裝Y軸步進馬達，套上皮帶（越緊越好，記得小心別用壞）

7. 另一端的滾輪，這個列印件有新版可以調整皮帶鬆緊度，等製作完再來改裝。

8. 這邊跳了很多步驟。先鎖壓克力架，再把垂直的Z軸和左右的X軸與馬達中在架上，好了以後再與Y軸底座連結固定。

9. 這台印表機的控制板-arduino mega。

10. 組裝過程，用蛇管整理電線，原本想要整理的比其他網友還整齊，實作後才發覺真的很麻煩。

11. 步進馬達與Z軸牙條連接。這個步驟應該之前就做，但我現在才調整

為了減少馬達的負重，牙條懸空與馬達軸分離，再鎖上連結套

12. 利用牙條上方兩個反鎖的螺母，來使X軸與擠出機懸吊於上方的壓克力架。

13. 機構組裝完成。不過別高興的太早，這樣只完成一半。

韌體安裝及設定
我們使用Marlin，透過arduino IDE燒錄進arduino，來使整個印表機運作。

安裝方法與調整參數：

1. http://blog.xuite.net/diy3dp/main/198689436
2. http://blog.xuite.net/diy3dp/main/198700098

3.https://docs.google.com/document/d/1YCHmjnhAgA42PkV5G2CegnE2Ss2sDllcOOUbRj53S3I/edit

Marlin的詳細資料：

Reprap wiki上的說明（以翻成簡體中文）

臺灣網友的演講介紹ppt

LCD
一路下來到這裡，老實說我還沒買耗材(用來印出模型的塑膠原料)，但是我又想測試已經組裝完的機構，因此先用LCD控制面板玩玩步進馬達
http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/12/marlin-lcd.html

PC端軟體安裝
MAKE TW的簡介：了解你3D印表機的切層與控制軟體

控制軟體：
REPETIER-HOST

切層軟體：
1. KISSlicer

2. Cura

3. Slic3r(我先嘗試這個)
  http://slic3r.org/

第一次列印
1.
組裝完後，為第一次test的事前準備工作
http://diy3dp.pixnet.net/blog/post/72284981

溫度校正

http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/12/g-code.html

改裝-風扇
為什麼擠出頭的喉管需要散熱?
http://diy3dprint.blogspot.tw/2014/01/blog-post.html

改裝-自動水平補正

http://diy3dprint.blogspot.tw/2013/11/reprap-prusa-i3.html

致謝
特別感謝學長Jimmy在採購上的協助，以及每次我懶的爬文時，他總會用fb聊天室熱心協助我在組裝時的各種大小問題!

2014年1月25日星期六

簡易手擲機製作-附中工研社，麗山動電社聯課

工研35&36th寒訓第三天，和麗山高中動電社聯課，帶我們做簡易的巴沙木手擲機，讓學弟們體驗一下仰望親手磨的飛機在空中盤旋的快感。

這架是我國中時做的，完成後就束之高閣，直到今天才處女航。學弟們在削飛機時我就偷跑去丟了，調整一下飛的異常的好，今天還加裝了指擋（投擲時手指的施力處有一塊較堅固的木頭）。

縱使這跟現在為了專題讀的鬼飛機運動方程&特徵方程level相差甚遠，不過好不容易重溫兒時舊夢，又讓其他人體驗到飛行的樂趣，也挺值得的！

看大家都玩得這們高興，我把一些存國小以來收集的飛機網站跟資料分享給大家一下：

1. 紙飛機

(1)全翼機

http://www.paperang.com/download.htm

http://www.omniwing.com/Construction/construction.html

(2)像真機、紙雕機

http://ojimak.web.fc2.com/真的能飛，超讚的，pdf密碼是ojimak。

http://www7a.biglobe.ne.jp/~alcyone2137/paper5.html

(3)滯空機(要挑戰世界紀錄的那種)

http://www.h6.dion.ne.jp/~origami/gomude.htm

(4)其他

http://hairball.mine.nu/~rwa2/aircraft/

http://www.theonlinepaperairplanemuseum.com/AZMuseum/A/MuseumA.html

2. 手擲機、自由飛(free flight)

(1)猴子的天空-建中航空社社網，大量的手擲機設計圖，值得一看。

(可是我剛剛發現他們的網域貌似過期了.....誰幫我去提醒一下站長)

http://ckfcaa.tw/aviation/handl/hldiagram.htm

(2)http://charlesriverrc.org/articles.htm

http://f4bscale.worldonline.co.uk/hand.htm

http://freeflight.org/index.htm

http://ameblo.jp/yamamecoubou/日本

http://f4bscale.worldonline.co.uk/building.htm

3, 遙控飛機 (我只玩吃電的)

(1)Flite test，外國網站，每一個論壇文章都有專業的youtube教學影片說明，

特別是珍珠板遙控飛機-Scratch Build，對於初學者相當適合。

http://flitetest.com/authors/FliteTest#/textSearch=FTScratchBuild

(2)飛行披薩，國內最大電機論壇，有按照機種跟飛行場來分類，精華文章可以看。

http://www.efly98.com/(要先註冊為會員才可讀文章)

其實還有很多啦，還不過癮再跟我說吧!

2014年1月22日星期三

CATIA practice

由於Heron學長不斷建議我將平常的"日常生活"以部落格記錄下來，每次講完還賊賊的笑說以後生大學很有用。老實說也不知道要記錄什麼，不過在他的殷殷教誨下，今天就欣然接受了，在此寫了我第一篇網誌。

先來分享我難產的專題研究：

簡單來說研究主題與 風箏發電 (kite energy, airborne wind energy......)有關，改天有時間的話再進一步說明。最近也因為專研的關係獲得不少強大的軟體(MATLAB, Autocad, CATIA...)，謝謝另一位學長和教授的協助。有興趣的可以先看這裡：

Airborne Wind Energy: Basic Concepts and Physical Foundations

為了趕在這個寒假弄點東西出來(事實上是因為學習飛行動力學有點頭大，手癢想做幾架飛機發洩一下(當然教授說的沒錯，有扎實的理論知識和模擬，上去的飛機才不會栽下來))，先做台極簡易的飛機綁條風箏線放上去看看，希望可以在風場中保持穩定。

我想用碳纖桿和雷射切割的航空合板做骨架，珍珠板蒙皮。無動力單元，只接接收器和伺服機調整姿態，跟遙控滑翔機一樣。打算借大學的低功率雷射切割機來切合板，體驗一下雷射加工零件的方便，因此也許會覺得都用珍珠板了還用雷射切割的肋片，有點多此一舉。

開始畫設計圖，這是第一次用電腦畫設計圖，也是第一次用CATIA。之前飛機、機器人設計圖都用手畫，有沒有用過其他3D繪圖軟體，因此問題馬上產生。

上圖是繪製失敗的2D結構圖(俯視與側視)，由於沒有明確定義每個元件的性質，造成整體結構在拖曳及複製時出了大問題。詢問學長後，還是建議我不要想一步登天。

還好之前上完"飛鴿"就到衡陽路上的天龍書局，買了幾本CATIA、MATLAB和Arduino的書。我用的是以上這一本，原本認為書都沒有把全部功能編排成目錄方便使用時可以檢索，感覺不適合我，而是直接請你照著書中的每個範例進行繪製。
不過開始乖乖照著書中畫了以後，才發現對於我這種第一次接觸3D繪圖的人來說才是既踏實又有效的方法。以下是其中幾個範例：