3Dプリンターの図解

下の画像はベッドがY方向に前後に動き、ホットエンドがX方向に左右に動くカルテシアン方式のプリンターを示しています — 人気のあるBambu Lab A1、Creality Ender 3、Prusa MK4などのプリンターに似ています。

ベッドスリンガー式プリンターの図

1. Zキャリッジ： これはZロッドとねじ棒／リードスクリューの両方に接続されています。リードスクリューは取り付けられたステッパーモーターによって回転し、その結果Xキャリッジが上下に動きます。ボーデン機ではここにエクストルーダーが取り付けられていることが多いです。

2. Xエンドストップ： これはホーミング時にホットエンドに停止を指示するものです。画像に示されていませんが同様の機能を持つYとZのエンドストップもあります（ただしZエンドストップはオートベッドレベラーに置き換えられることがあります）。

3. ビルドプレート： これはガラス、PEI、または他のタイプのビルドプレートである可能性があります。ここにプリントが付着します。

4. ノズル： フィラメントは加熱されたノズルを通して供給され、プリントを形成します。ノズルは異なる直径の穴で見つかり、小さい穴ほど細かいディテールが出ます。ノズルの直径は0.15mm～1.2mm（SuperVolcanoのようなホットエンドではより太い場合もあります）で、真鍮、硬化鋼、ルビー先端などがあり、それぞれ耐摩耗性が高く価格も高くなります。

5. Xキャリッジ： ここにホットエンド（およびダイレクトエクストルーダーを搭載したプリンターではエクストルーダー）が取り付けられます。XキャリッジはXロッドとベルトに取り付けられており、それらによってホットエンドがX方向に移動します。このキャリッジは非常にしっかり固定され、ガタつきがあってはいけません。

6. エクストルーダー： これはフィラメントをノズルに供給する仕組みです。この例ではギア付きでないダイレクトエクストルーダーを示しています。ギア付きエクストルーダーはギア比によってステッパーモーターへの負荷を減らし、機械的有利を生みトルクを増やしてフィラメントをより速く送り出せます。エクストルーダーにはステッパーモーターに接続された歯付きドライブがあり、フィラメントを回転するベアリングに押し付けて送ります。ベアリングの代わりにもう一つの歯付きドライブを備えるデュアルドライブエクストルーダーもあります。このエクストルーダーはボーデン方式ではZキャリッジに配置することもできます。

7. エクストルーダーステッパーモーター： エクストルーダーステッパーは回転してフィラメントをエクストルーダーへ送り出します。ボーデン構成ではこれがZキャリッジに配置されます。Eステップを設定するときに制御しているのがこの部分です。ギア付きエクストルーダーを使用すると機械的有利が働き、このステッパーモーターへの負担が減るため、エクストルーダーモーターのスキップが減りEステップ値が高くなります。自作プリンターでは放熱のためにヒートシンクを付けると賢明です。ダイレクト方式でこれを載せると重量が増えるため、ボーデンを好む理由の一つになります。

8. Xキャリッジベルト： これはXキャリッジに接続され、ステッパーモーターによってX方向に左右に動かすためのベルトです。このベルトは触って弾力がありタイトであるべきで、Zワブルを減らします。

9. Yステッパーモーター： このステッパーモーターはYキャリッジベルトを制御してベッドをY方向に前後に動かします。カルテシアン機にはこのように存在します。CoreXY構成では各モーターが互いに依存してX軸とY軸の両方を動かすため、“Yステッパーモーター”という単独のものは存在しません。

10. Yキャリッジベルト： これはビルドプレートに接続され、Yステッパーモーターによって制御され、反対側はベアリングに自由に回転して取り付けられているベルトです。Xキャリッジベルトと同様に、触って弾力がありタイトであるべきです。

11. Yスムースロッド： これらのロッドはベアリングを介してYキャリッジに取り付けられており、触って滑らかです。ビルドプレートがガタつきなく前後にスムーズに動くのを助けます。これらのロッドには白色リチウムグリースを塗って潤滑し、ビルドプレートが抵抗なく動けるようにするべきです。特定の機械ではレールシステムやアルミニウム押出材にローラーを取り付けたものに置き換えられることもあります。

12. アクティブ冷却ファン： このファンはレイヤーが積み上げられるときにプリントを冷却するために使われます。特にPLAを含む特定の材料で綺麗なプリントを得るために重要です。他の特定の材料ではレイヤーの接着が低下する原因になるため、スライサー設定でオンにする前に使用する材料を確認する必要があります。

13. Zステッパーモーター： 一部の機械ではZステッパーが1つしかない場合もありますが、この例ではデュアルステッパーがあります。このステッパーモーターはZリードスクリュー（または細いねじ棒）を回し、Zキャリッジに接続されている部分（写真の1）を介してXとZキャリッジを上下に動かします。CoreXY機ではホットエンドではなくビルドプレートを上下に動かすため、この点が異なります。

14. ホットエンドのヒーターブロック： これはホットエンドで加熱される部分で、ヒーターに接続されています。下側にノズルが取り付けられ、上側にバレル（その間にヒートブレイク）があります。バレルには常にファンが当たってヒートクリープを防ぐべきですが、この画像ではファンは示されていません。

15. Xスムースロッド： これらのロッドはベアリングを介してXキャリッジに取り付けられ、触って滑らかです。ホットエンドが左右にガタつきなくスムーズに動くのを助けます。これらのロッドには白色リチウムグリースを塗って潤滑し、キャリッジが抵抗なく動けるようにするべきです。特定の機械ではレールシステムやローラー付きのアルミ押出材に置き換えられることもあります。

16. Zスムースロッド： 機種によってはこれが1本だけの場合もありますが、上の写真ではZスムースロッドが2本あります。これらはZキャリッジがベアリングを介して取り付けられ、Zキャリッジがガタつきなく上下にスムーズに動くようにするためのものです。XおよびYのスムースロッドと同様に潤滑を保ち、ベアリングとの摩擦を最小限にするべきです。特定の機械ではレールシステムやローラー付きアルミ押出材に置き換えられることもあります。

17. Zリードスクリュー（またはねじ棒）： これらは直径5mm〜10mmのねじ棒で、8mmが最も一般的に見えます。多くの機械はこれが1本しかありませんが、デュアルリードスクリューがあるとより一貫した結果が得られることが多いです。これらはZステッパーモーターによって回され、Zキャリッジにねじ込まれてZおよびXキャリッジを上下に動かします。これらは機能的にはXおよびYキャリッジのベルトと同じ役割を果たしますが、これらはより多くの重量を支えるためにねじ棒になっており、Z方向では頻繁に動かす必要がないためです。一般に、リードスクリューは太いほど良いです。細い5mmのねじ棒は曲がりやすく、3Dプリンターでは長持ちしません。