2013年12月17日 星期二

3D印表機壞掉了



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3D印表機壞掉了

3D-GAN公司的「Replicator2」壞掉了。而且,是壞在最糟的時機下。所以如果要把個人用3D印表機拿來當商務使用,恐怕也得同時具備修理能力吧?

[水野操 科技專欄作家/3D-GAN, MONOist]

在我身邊,每天都會有各式各樣的事情發生,但有很多是即使覺得「超好玩!」卻無法用文字記錄的事,或者是即使可以寫,卻也沒有那麼多的篇幅可寫。那...今天這篇又該寫些甚麼哩?正在煩惱之時,在本連載中曾多次出場的「彈彈男孩」跟我說:「來寫那個如何?」

所謂的「那個」,就是在說Replicator2的修理故事。

能夠在這一年中牽動3D印表機風潮的其中一個重大因素,肯定是「Cube」、「Replicator」、「Blade-1」等這些便宜的3D印表機造成的吧。這不僅是指機器本體的價格變得比較親民,而且就連使用的材料也遠比一般商務用的3D印表機便宜的關係。

在以前我也寫過,在3D-GAN公司中Replicator2算是使用率相當高的機器之一。只要是碰到稍微想要確認形狀的時候,大家都會想要用,也可以說是在甚麼地方想用3D印表機時就想把它搬過去用,等於是本公司的重要寶物。不...,應該說是「過去」最重要的寶物了。為何這麼說?因為它「壞掉了」。就在它壞掉後的一段時間中,總是有人來問「甚麼時候會修好?」這個我回答不出來的問題,只能每天過著相當痛苦的日子。

就在前幾天,在3D-GAN公司的理事石井正明先生的盡心盡力下,讓它歷經兩個月的沉寂後又能動起來了。

就是這樣,今天這篇就決定給大家看一下「3D印表機修理始末記」。不過,對於有「以前就搞過RepRap系列的3D印表機」經驗的人來說,也許是有點「現在還寫這個幹甚麼」的老梗吧?。

就算不是3D印表機的新使用者,對於只在用商務用3D印表機的人來說,平常是不可能會去修3D印表機的。就這點來說,Replicator果然是充滿了DIY產品的味道啊。

例行的「工作教室」的內幕

從2013年5月左右,Replicator2到達3D-GAN公司以來,大家就很便利地使用它。可以說是「一直在操它」的狀態。在這樣的使用狀況下「Replicator2君」難免也會不爽起來,偶而給大家出現個「噴頭無法射出塑膠來」的問題。但這樣的問題大致不算甚麼,因為一下就可以修好了。

直到有一天,它竟然在最糟的時機下壞掉了。就是在本連載介紹過、舉辦過「暑假用3D印表機來做自由研究課題」的工作教室上課之時。

在這個教室中,既然我們已經和大家約好了要「用Replicator2來做出暑假作業」,那麼這種「壞掉了!」的事情就絕對不可以發生。然而結果怎樣都搞不定,而在銷售Replicator2的BRULE公司的好意下,為了這個活動提供給我們一台新的Replicator2,才總算是達成了這個約定。

先試試可以試的吧?

...那,說到3D-GAN壞掉的那台Replicator2哩...?

當然,我們是不可能就擺著它不管。因為我們單純用將材料「裝上(Load)」、「取出(Unload)」的方法也搞不定,只好先來個「大掃除」看看。具體來說,就是把噴嘴與噴頭拆開來清潔一下。然而,就算我們想著它可能「喔耶!修好了!」,但在測試的框架射出後,新的塑膠還是射不出來。因此,我們就在清潔三次之後,放棄這個修法。

其實就在這個拆開清潔的過程中,我們也下單訂購了其中一個零件。因為就在第二次的拆解清潔中,風扇壞掉了(拆開弄壞的?)。看起來就是在因為高熱影響而使風扇內傷的狀況下,又被我們不小心亂用力,而使風扇變成半殘廢的狀態。

不得已,我們只好用風扇的規格名稱上網去查,才知道這可能在香港或是類似的地方的企業有在賣。價格是五十美金,看來是有點小貴,但少了這個接下來也沒法繼續修,只好乖乖付錢下單買買看。

放棄清潔而製作零件與下單

就像前面提到的一樣,我們做了第三次的拆解清潔也是徒勞無功,終於塑膠料就完全射不出來了。

此刻即使是耐性很好的石井先生,也不得不說出:「我們來升級噴頭好了」的話。哎,其實對Replicator2來說,好像有很多人會想到這一招的樣子,因為在網路上隨便搜尋一下,馬上就可以找到參考資料。

這次,我們能進行噴頭的升級作業,就是參考了Thingiverse的資料。這個Thingiverse網站,其實就是開發Replicator的MakerBot公司所經營的一個網站。

這裡面除了有詳細的指示說明外,還一併寫上了升級時必要的零件表,所以就算是對原本噴頭不是那麼清楚的人,應該也不會搞不懂才對。



Thingiverse提供的指示說明


也因此,我們就趕快試著下載必須的STL檔案(譯註:通常3D印表機就是使用STL格式進行列印)。順便一提,要印出這個STL檔,我們用的是3D-GAN辦公室的「uPrint」。說到這裡,我雖然想給大家看一下「印出來的零件就長這樣!」的照片,但遺憾的是我根本忘了拍照...。等我想起來要拍的時候,噴頭已經全部組裝回去了。

此外,在組裝這個升級過的噴頭時,還需要3D印表機可列印以外的零件。可以買到這些零件的地方雖然都有記在Thingiverse的指示說明之中,但其中有很多似乎無法接受從日本下單的樣子。

因此,這些必要的零件,我們就想辦法從日本國內購買。

具體來說,必要的零件有壓縮線圈式彈簧、軸承與六角平頭螺絲。更具體的零件表,就像以下的樣子。

購入零件表


1.東京發條製作所「圓線壓縮線圈式彈簧丸線」(J Spring JA系列)×1

  • 特色:具有高應力、優異振幅性、耐熱性的性能。
  • 材質: 彈簧用不鏽鋼 SUS304-WPB(無特別防鏽處理)
  • 内徑(Φmm):7
  • 線徑(Φmm):1
  • 外徑(Φmm):9
  • 使用溫度(℃):290以下
  • 彈性係數(N/mm):2.11
  • 自由長(mm):25
  • 總圈數(圈):10
  • 一包含量(個):20
  • 使用荷重(N):25.5
  • 使用變形量(mm):12.1

2.NTN「微型球軸承・小徑球軸承 ZZ」(標準形)(無凸緣)×1

  • 材質:高碳鉻軸承鋼
  • 軸徑(Φmm):3
  • 封蓋: 雙盾形(鋼板製封蓋)
  • 凸緣:無凸緣
  • 外徑D(Φmm):10
  • 寬B(mm):4
  • 內徑d(Φmm):3
  • 寬B1(mm):4

3.「六角平頭螺絲」(不鏽鋼)×1

  • 材質:不鏽鋼
  • 長(mm):8
  • 螺距:0.5
  • 尺寸t(mm):0.95~1.20
  • 尺寸S(mm):2.02~2.08
  • 尺寸K(mm):1.56~1.70
  • 尺寸dk(mm):6
  • 螺紋徑:M3

4.「六角平頭螺絲」(不鏽鋼)×1

  • 材質: 不鏽鋼
  • 長(mm):10
  • 螺距:0.5
  • 尺寸t(mm):0.95~1.20
  • 尺寸S(mm):2.02~2.08
  • 尺寸K(mm):1.56~1.70
  • 尺寸dk(mm):6
  • 螺紋徑:M3
 
然而,Thingiverse所指定的零件中,都是「美國規格產品」,換句話說就是「英(吋)制螺絲系統」。也因此,這些必要的零件都必須要考慮到單位換算的問題。

不僅是負責修理,就連準備零件一起通包的石井先生說,最辛苦的還是去找最接近指定彈性係數彈簧的樣子。

如果要說要去哪裡買這些零件,就是郵購零件網站:「物太郎」(與桃太郎諧音,暫譯)。選擇這個網站的理由,不用說自然是為了不用到處跑來跑去一家一家找,只要在單獨一家挑就可搞定。

從我們下單開始算,大約一週之內所有的零件就備齊了,所以我們就想趕快組裝起來,於是我們就挑了3D-GAN公司所在的秋葉原2k540的公休日禮拜三來組裝。組裝需要的時間大約不到一個小時吧。

就是這樣,我們就組好了這顆重新升級過的噴頭了!



做好的噴頭是否真的能列印啊?

於是我們就懷著七上八下的心情實際去印印看...,首先是拿測試的框架試試看,「喔耶!可以」

然後又再印了一個框架,忍不住再喊一聲「喔耶!」


總之,是順利地把東西印出來了~(如上影片連結)

修理之後:到現在為止都能順利地列印



到底,我們是做了甚麼偉大的事啊?...(笑)

對於商務用的3D印表機來說,我們並沒有碰過這樣的經驗(要是有,可就糟了),這次剛好能實際體驗一下。仔細想來,在個人用的3D印表機上,能享受這樣的經驗也是非常重要的呢...。

這個故事告訴我們:在「想用便宜的裝置進行商務性的使用」時,在先去想印出來的東西精緻不精緻前,似乎還要先考慮看看這和昂貴的商務型裝置不同,連維修的部分也要花自己的時間,恐怕會比較好喔。