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Make an M5Stack case. Part 1
低解像度 3D Printer で M5Stack のケースを作る。その１ 2020.01.30
Part 1 は「基礎」と実例の「Extension Module」です。
使用機材：Makerbot Replicator 2X。低価格のプリンターは これと同等です。
使用スライサーソフト：MakerBot 3.10.0
CAD File 公開：Makerbotが運営する Thingiverseに公開させて頂きました。
＿ M5Stack Extension Module by macsbug
材料費：30円。Extension Module ：M5Stackの下にスタックします。
材料費：50円。Extension Adapter：Extension Moduleの横に付けます。
この方法により 低価格の3D Printer で M5Stack のケースを作る事ができます。
Extension Module：M-BUS Connector を横に装備した Module です。
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詳細：M-BUS Expander module for M5Stack
＿ MBUS pin にスルーホールを追加したPROTO基板と
＿ 秋月のL型ピンソケット(メス型) 2×15 を使用します。
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| Extension single PROTO : 10円 | |
|---|---|
| MakerBot : File Name= Ext_h83s, Raft=✓ , Support=✓ | |
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| Extension double PROTO : 10円 | |
|---|---|
| MakerBot : File Name= Ext_h83d, Raft=✓ , Support=✓ | |
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| Rear cover：20円 | |
|---|---|
| File Name= Rear_cover, Raft=Support=Unselected | |
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| Rear cover：20円 | |
|---|---|
| MakerBot : File Name= Rear_cover, Raft=Support=Unselected | |
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| Front cover：20円 | |
|---|---|
| MakerBot : File Name= Front_cover, Raft=Support=Unselected | |
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| Extension Adapter：50円 | |
|---|---|
| Front cover + Extension single + Rear cover | |
| スタックはネジの取り付け、取り外しが面倒です。 M-BUS 15x2pinを使用し、自由なサイズと基板が使用可能になります。 必要な時に簡単に接続でき、不要な時は簡単に外せます。 右でも左でも接続可能で２列のピンにより緩みはありません。 １台のM5Stackで沢山の装置が使用できます。 UNIT Moduleもこの中に入るサイズです。 |
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基礎：
低解像度3D Printerの課題：
＿ M5StackのPROTO CASEは 低解像度の3D Printrerで製作する事が困難です。
＿ 困難な場所は 凸部と凹部です。約 0.5mm 幅です。
＿ 
＿ 理由は PrinterのXY軸とNozzleの精度が低い為に 狭い幅は出来ません。
対策：
＿ CAD：
＿ 1. 凸部と凹部は作らない。
＿ 凸部はケースを固定する為ですが 基板の厚みで固定が可能です。
＿ メモ：凸部の位置の 基板の厚みは 1mm です。
＿ コネクターの高さ(前後の噛み合わせ)を合わせると他の厚みでも可能。
＿ これにより市販基板を使用する事が可能になり自由度が増します。
＿ 凸部を無くすと凹部も不要です。
＿ 
＿ 2. 単純な図形にする：綺麗に仕上がります。
＿ 3. 底面は極力平らにする：底面はラフトで荒いですが綺麗になります。
＿ 4. 丸い部分を少なくする：素材のねじれや変形が無くなります。
＿ 5. サポート材の少ない図面にする：取る手間が無く綺麗になります。
＿ 6. ノズルの幅に合わせた厚み(XY軸)にする：隙間が無くなります。
＿ SoftWare：スライサー
＿ 1. ネジ穴等の幅の狭い物は 上に向ける。注意：内側は狭くなります。
＿ 2. ネジのナツト部は下に向け「Support無し」の設定にする。
＿ 下側でSupport ONにすると 汚くなる事とSupport材が取り難い。
＿ 3. 表になる面は 上に向ける。上側は綺麗に出来ます。
＿ 4. 製作物の下面は下に向ける。
＿ 5. ケースの内側は下向きでも良い。使用時は内側で見えない。
Thingiverse と CAD FILE：
＿ Makerbot 主催の Thingiverse は基本的に Replicator のデーターです。
＿ ただし，出力すると大きさが異なるとか使用出来ない物が多いです。
＿ これは 他のサイトや有料サービスも同じです。
＿ CAD図面と出力は異なります。機種により精度が異なる為です。
＿ stl fileは通常 編集ができません。編集出来る dwg Fileが必要です。
＿ 1. プリンター名を記載 すべきです。
＿ 2. 出力した画像を添付 すべきです。
＿ 3. dwg fileを公開 すべきです。
使用機材：Makerbot Replicator 2X
＿ 仕様：ノズル直径は 0.4 mm と XY軸 11 microns で低解像度です。
＿ 説明書は Z軸が多いですが 重要なのは Nozzle径 と XY軸の精度です。
| Makerbot replicator 2X specifications | ||
|---|---|---|
| Print quality | High 100 microns [0.0039 in] | |
| Standard 270 microns [0.0106 in] | ◯ | |
| Low 340 microns [0.0133 in] | ||
| Positioning accuracy | Nozzle diameter：0.4 mm [0.015 in] | ◯ |
| XY：11 microns [0.0004 in] | ◯ | |
| Z：2.5 microns [0.0001 in] | ||
| Filament diameter：1.75 mm [0.069 in] | ||
| Software | Attached software：MakerBot | |
| Supported file formats：.stl, .obj, .thing | ||
Makerbot replicator 2X のポイント：
＿ Print quality は「Standard」で使用する。
＿ High は 材料が途中で出力しない場合がありパラメーターの設定が必要。
＿ 適切な値を得るまで時間を要します。
＿ Wheel や Ball 等の 小さな物は high でも出力可能です。
プリンターの準備：
＿ プリンターの主な問題は プレートから材料が剥がれる事です。
＿ 原因は 定着させる為のプレートと素材の熱収縮です。
＿ 熱収縮は 途中で 材料の上下の温度差により熱収縮が発生します。
＿ 横の収縮が縦方向に変化し剥離します。
＿ 対策：以下の方法で 見事に定着します。
＿ 1. プレートに Masking tape を張る。
＿ 2. Masking tapeの上に NITTO No. 500NS Double-side tape を張る。
＿ 3. Levering：プレートとノズルのレベリング調整を確認します。
＿ 隙間は 0.4mm程度。0.4mm厚のCARDか 付箋紙４枚分(1枚1mm)。
＿ Support を使用しない方法：
＿ 下面のネジ穴等の短い距離は support無しで 綺麗に製作出来ます。
＿ Raft と support を使用しない方法：
＿ Raft と support が無いと下面や接触面が無く 綺麗にできます。
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| No. | NOMEN | Puchace | Price |
| 1 | 日東 再剥離可能強力両面テープ , 5000NS50 , 50mm×20m  |
Amazon Japan G.K. | 1495円 |
| 2 | 3M Masking Tape 243J Plus , 100mmX18m 243J 100  |
Amazon Japan G.K. | 402円 |
| 3 | Tax | Amazon Japan G.K. | 410円 |
| – | Total Cost | 1905円 |
Thingiverse データーの出力方法：Makerbot setup
設定１：Change Dimensions
＿ Scale To : は 101.45% に設定しています。出力する倍率です。
＿ 実際の出力は図面より小さくなる為、実測し この値にしています。
＿ 理由：出力した物は CAD図面の寸法通りには出来ません。
＿ 事前に図面とプリンターの出力差を調べ、倍率を設定します。
設定２：以下の３つの中から選択し出力します。
1 . Raft + Support ：
＿ Raft がある事により安定した出力が可能です。
＿ ただし下面は Raft との接着で綺麗にできません。
＿ Support がある事により安定した出力が可能です。
＿ ただし Support 面が綺麗に取れず綺麗にできません。
2. Raft のみ。Support 無し。
＿ Raft がある事により安定した出力が可能です。
＿ ただし下面は Raft との接着で綺麗にできません。
＿ ◯ Support が無く 下面のネジ穴等が綺麗にできます。
3. Raft 無し。Support 無し。
＿ Raft 無しで Double side tape に印刷します。
＿ ◯ 下面は 綺麗にできます。
＿ ただし 大きな出力になると素材が出なくなる事があります。
＿ １回の出力で接着面が劣化しますので 新しいTapeを使用します。
＿ 例：Rear_cover , Extension_front はこの方法で出力します。
名前と出力の設定値：
例：Extension single は File Name が Ext_h83s で
＿ Raft は ✓ , Support は ✓ を選択します。
| Extension_kit_for_Replicator Layer Height= 0.20mm, Infill=100%, Number of Shells=2 |
||||
|---|---|---|---|---|
| No. | Nomen | File Name | Raft | Support |
| 1 | Extension_single | Ext_h83s | ✓ |
✓
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| 2 | Extension_double | Ext_h83d | ✓ |
✓
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| 3 | Rear_cover | Rear_cover | Unselected |
Unselected
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| 4 | Extension_front | Front_h54 | Unselected |
Unselected
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＿ Thingiverse CAD File：
＿ M5Stack Extension Module by macsbug
＿ 
プリンターの機種と精度：隙間
箱を作る場合、隙間が必要です。適切な隙間がないと 入らないか緩みができます。
1. 超高精度で図面通りに出来る Objet(1600万)での隙間は2mmです。
2. 高精度の Uprint(260万)での隙間は3mmです。通常この機種を使用しています。
3. 低精度の Replicator(初期30万)、他の低価格プリンターでの隙間は5〜6mmです。
参考：
01. MakerBot Desktop (Software) Custom Settings
02. MakerBot Replicator® 2X Desktop 3D Printer：トラブルシュート,メンテ。
03. Replicator 2X 日本語マニュアル：
04. 2019.08.21 : M5Stack module MOIO by macsbug
05. 2018.12.30 : M5Stack Extension Module
06. 2019.12.03 : M5 Wheel ( moio ) part 2
07. 2019.12.03 : Easy PROTO Module
08. 2019.09.02 : Make PROTO Mudule on the board of aitendo
09. 2018.10.21 : M-BUS Expander module for M5Stack
10. 2019.08.20 : M5STACK Strongest 2400 mAh Battery Module
11. 2018.08.19 : Low cost PROTO Module of M5STACK
12. 2018.07.26 : Make M5STACK PROTO CASE
感想：
1. 私が通常使用しているプリンターは 高精度の「Uprint」です。
＿ Rplicator 2X は精度が低い為 あまり使用していません。
＿ 他の人は Uprint を使用出来ない事から Uprint用のデーターは
＿ Thingiverse にアップしていません。
＿ Replicatorで出力できる図面にし、何度も現物合わせをし 図面を修正。
＿ 完成度を求めると 終わりませんので 今回の程度となりました。
＿ 必要に応じて改善したデーターの更新をするかも知れません。
2. PROTO基板は オリジナル基板、秋月のハサミで切れる基板、
＿ thousandiy氏に製作して頂いている基板があります。氏に連絡すると
＿ 販売して頂けるかと思います。
3. PROTO PCB と同サイズの基板：片面ですがピッタリサイズの基板がある。
＿ 4Pcs 5x5cm Prototype Single Side PCB Universal Board：538円。
4. 材料費：ABS 1Kg 3000円。1g = 3円。Ext_single = 3g = 9円。
＿ Extension Moduleの材料費は 約30円です。このCADデーターを基に
＿ DMM に注文するとかなり高価な価格(約20倍)になります。
＿ 都内でお会い出来れば 高精度Uprint版か完成品をお渡しする事ができます。
5. 低精度のプリンターは 正しく出力しない場合が多いです。
＿ その為に 今回の検証でかなりの時間と費用を費やしました。
＿ その点 高価ですが高精度の Uprint は 失敗の無い出力で経済的です。
Replicator 2X , Uprint , Thingiverse , moio , M5Stack ,
Repair of 3D Printer Replicator 2X
3D Printer Replicator 2X の修理 2020.01.29
不具合：素材が出力しない。
原因：Extructor のプラスチック部がひび割れ。
対策：Extructor の交換。
| Replicator 2X | プラスチック部にクラック |
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| TOP | SIDE |
| ネジ部にAngle を入れて位置を合わす | Angle を入れて位置を合わす |
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| 取り付け前 | 取り付け後 |
| ファン下側の２本のネジがある | 後ろにSpacerを5枚入れ前後位置調整 |
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部品表：
| No | Nomen | Purchase | Price |
| 1 | 3D Printer MK Replicator 2X , Extruder  |
REPRAP Official Store
, 輸送期間=17日 |
1304円 |
| 2 | Spacer , Angle | – | – |
正しい部品が見つかりません。
左右のノズルの位置が合っているのは幸いです。ただし縦方向の位置が合いません。
製品の名前は Replicator 2X ですが サイズが合わず Angle や Spacer で調整。
他に 金属製の製品がありますが 縦横共にノズルの位置が合いません。
感想：
本来の Replicator 2X の部品が見つからず。
なんとか修理出来て動作しています。
3D Printer , Replicatro 2x , Extructor ,
macsbug 