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3Dプリンタ PRN3D EVOLUTION KITを組み付けてみた

3Dプリンタ
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2018年に「PRN3D EVOLUTION KIT 拡張コントローラを買ってみた。」という記事をアップしていましたが、それから2年、ようやく組付けてみる事になりました。
長らく3Dプリンタ遊びを休止していましたが、昨今のコロナウイルス対策でドアノブアダプターを制作しようと考え始め、ようやく組付けに至った次第です(^^;

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PRN3D EVOLUTION KITとは?

3DプリンタKITの先駆けとも言える、MICRO FACTORY製の3DプリンタであるPRN3Dの拡張用キットになります。
最新のコントローラ基板を中心に液晶ディスプレイや周辺ケーブル類がセットとなったものです。

PRN3D EVOLUTION KITの魅力

その魅力は何と言っても簡単な改造で最新モータードライバを含むコントロール基板を最新化できることです。
モータードライバについてはマイクロステップ数が増加したことで、より緻密な制御に加え静音化も同時に達成しています。
初期型PRN3Dのユーザーにとっては非常に嬉しいキットとなっています。

PRN3D EVOLUTION KITの内容物をチェック!

では購入から2年ぶりに開封したセット内容をチェックしてみましょう。
内容物はぎっしりと詰まっており、誰でも簡単にアップグレードできるように配慮されていました。
キットの内容はこのようになっています。
・コントローラ基板
・液晶ディスプレイ基板
・各種ハーネス類
・各種ビス類
・USBケーブル
・基板取り付け用ケース

液晶ディスプレイをチェック!

まずは液晶ディスプレイをチェックしてみましょう。
液晶パネルはグラフィックタイプでバックライトも装備されています。
またロータリースイッチやプッシュスイッチ、ブザー類なども装備しています。

液晶ディスプレイの裏側です。
コントローラ基板と接続するコネクタに加えて、SDカードスロットが装備されています。
これはSDカードに印字データを格納しておくことで、PC不要のスタンドアロン3Dプリントが可能となります。
実際の印刷は数時間に及ぶことも少なくありません。
そんな時にスタンドアロン運用が出来れば、PCを占有することも無く利便性が大幅に向上しますね。

ちなみに液晶ディスプレイは別基板で実装されており、ヘッダピンを介して基板同士が接続されていました。

コントローラ基板をチェック!

PRN3D EVOLUTION KITのコントローラ基板をチェックしてみましょう。
モータードライバ自身はX軸、Y軸、Z軸、エクストルーダーの計4チャンネル搭載されています。
またエクストルーダーは2系統まで対応しているので、必要に応じてモータードライバを追加しましょう。

コントローラ基板自体は一般的なMakerbaseの物で、MKS Gen_L V1.0となっていました。
搭載コントローラはMicrochip製のATMEGA2560-16AUとなっています。

コントローラ基板の裏側にはチップ類は実装されておらず、Makerbaseロゴがプリントしてある程度でした。

モータードライバ自身は元から4チャンネル分搭載されています。

リファレンス電圧やマイクロステップ数なども調整済みとなっていますので、不用意に触れないようにしましょう。
(Z軸用は2モーターを駆動させるため他のドライバとリファレンス電圧が違います)

従来はACアダプタによる電源供給となっていましたが、今回より端子台に変更されているのでACアダプタをカットして接続する必要がありそうです。

電源周りの端子台は、12/24V入力、ヒートベッド出力、エクストルーダ出力1、エクストルーダ出力2となっています。
特に気を付けるべきポイントとしては電源入力端子と他の端子で±が逆に配置されているので間違えいないように注意しておきましょう。

端子台横には各チャンネル駆動用にFETが並んでいます。
大容量のHY3403Dはヒートベッド用で30V/100Aのスペックです。
小容量の40N03はエクストルーダー系、ファン系を駆動しており、各30V/30Aとなっています。

各モータードライバにはヒートシンクが装着されていますが、基本的には両面テープ固定なので、ズレや剥れに注意しましょう。

モータードライバ自身はDRV8825 V1.1が採用されていました。
ステッピングモーターの駆動分解能も従来より向上しており、最大1/32ステップまで対応しています。

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液晶ディスプレイの組み立て

まずは簡単な液晶ディスプレイ部分から組み立ててみました。

組み立ては非常に簡単なものとなっており、液晶ディスプレイ基板を付属のケースにはめ込むだけです。
基板の固定自体にビス等は必要ありません。

このように4隅のツメにはめ込むだけでOKです。

液晶の保護フィルムを剥がして、上カバーをハメればこの通り。
ブラックのシンプルな外観にブルーの液晶画面がマッチしていますね☆

液晶ディスプレイ部の固定は付属のビスを使用します。

他の部分と違いナット等は必要ありませんので、そのまま樹脂穴で固定しましょう。

コントローラ基板の組み立て

コントローラ基板にも専用のケースが付属していますので、特に難しいことはありません。

このように簡単にケース内に組み込み出来ました。
良く言えば非常にコンパクトに仕上がっています。ただ配線処理を考えれば内部にもう少し空間が欲しいところ。。。

まずはリファレンス通りということで、付属のボルトで基板とケースを固定ましょう。

このようにナットを使って固定ます。
なお、ケース裏面はオープンフレームとなっているので基板むき出しです。
ショート等に気を付けて運用する必要がありそうですね。

まず分解。で使用しているPRN3DはY軸を大きく改造しているので、本来の場所に固定できませんでした。
今回は仮設置ということで、側面に固定する形となりました。

PRN3D EVOLUTION KITで印字テスト

では実際に新しいコントローラ基板の動作確認を兼ねて曲面の多いデータを印字してみました。
積層0.2mm、印字速度40mm/sの設定で印字した🐻です。

同一条件で印字したモデルと比較してみましょう。
左がEVOLUTION KIT、右が標準コントローラです。
明確な差はないように感じていますがいかがでしょうか?

PRN3D EVOLUTION KITにてプリントしたモデル。

標準コントローラにてプリントしたモデル。

個人的にはコントローラ基板の違いで印字品質の差は発見できませんでした。
マイクロステップ数の増加だけで印字品質が向上する訳ではなく、やはりハードウェア自体の剛性や精度など、こちらの要素の方が大きいと考えられますね。

PRN3D EVOLUTION KITプリントテストの動画

MICRO FACTORYでもプリント時の音が小さくなると謳っていますので、先ほどの🐻をプリントした際の比較動画を作成してみました。


いかがでしょうか?
プリント時の音質には大きな変化がありました。
特に曲面部分の印字ではかなり音量が小さくなっており、静音化という観点では大きな効果を感じます。

PRN3D EVOLUTION KITのまとめ

今回はPRN3DにEVOLUTION KITを組み込んで印字テストをやってみました。
自身はプリント時の静音化に期待して購入した訳ですが、非常に効果があり驚いています。
ただ、加減速がソフトになったような印象もあり、実際に印字速度は遅くなっているように感じています。

一般の自宅で印字すると考えれば、静音化の効果は絶大で夜でも普通に印字できるようになりました。
これを機会に皆さんのPRN3Dを最新化されてみてはいかがでしょうか?
まず分解。としては非常におススメできるキットでした!

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