ミスター・スクリーマーの改善。 80 デシベルのフィラメントアラーム

私はプロトタイプの 3D プリンターフィラメントアラームを作成しましたが、それはうまく機能しましたが、そのプロセスでは、最初に始めたときには予想していなかったいくつかの新しい問題や課題も表面化しました。今日は、明確に指定された問題に対する設計についての洞察を得るために、プロトタイピングのプロセスをさらに詳しく見ていきます。私が思いついたのは、フィラメントから受動的にぶら下がって、何か変化があった場合に警告を発する、簡単に構築できるペンダントです。

私は、3D プリンターのフィラメントがいつ切れるかを知る必要があることから始めました。そうすれば、何をしていても中断して、新しいフィラメントのスプールを前のスプールの端にぴったりと挿入できるようになります。フィラメントが切れてから 4 分以内にこれを行うことで、非常に大きなジョブの印刷を中断することなく継続できます。私が設計した装置はミスター・スクリーマーと呼ばれていました。

その考えは、3D プリンターが立ち会っていて (ただし、常に監視下にあるわけではなく)、オペレーターが必要に応じてフィラメントロールを交換する準備ができていれば、プリンターが印刷を一時停止するなどの「スマートな」作業を実行する必要がないということです。フィラメントがなくなったときにアラームをトリガーする手段がある限り、オペレーターはマシンの印刷を中断しないようにするために必要なすべてのことを行うことができ、プリンター自体はそれを知る必要さえありません。

以前のプロトタイプは、ローラースイッチでフィラメントを物理的に感知し、フィラメントがなくなるとブザーを鳴らしました。試行は成功しましたが、いくつかの新たな問題が明らかになりました。

以前のプロトタイプは本来の役割を果たしましたが、問題があることは明らかであり、設計の更新が必要でした。

ミスター・スクリーマーの基本的な要件はそれほど変わっていません。デバイスの役割は次のとおりです。

デザインの他の要素は、維持するのに十分なほどうまく機能し、ほとんど変更されていません。

最初のプロトタイプの構築とテストから得た教訓を利用して、次の設計目標を追加しました。

新しいプロトタイプは、同じ基本機能を維持していますが、まったく異なるアプローチを採用しています。このデバイスは方向に敏感になり、実際のフィラメントを間接的にのみ感知します。ボールリンクチェーンでペンダントのように吊るすデザインです。

デバイスがぶら下がっている間は静かです。落ちた場合は拾い上げるまで警報が鳴ります。したがって、動作中は、フィラメントがプリンタに供給されている限り、ペンダントやキーホルダーのようにフィラメントから受動的にぶら下がります。フィラメントのスプールが空になるとすぐに、デバイスはテーブルの上に落ち、警報が鳴ります。

新しいシステムはテクノロジーを変えます。ローラースイッチを廃止し、リードスイッチに交換しました。 3D プリントされた筐体の内側には、小さなディスク磁石を捕捉する空洞があります。この空洞は、ボールチェーンからぶら下げたときに磁石がリードスイッチから遠ざかる形状を使用するように設計されていますが、ミスタースクリーマーを平らな面に置くと、磁石がスイッチを作動させるのに十分な近くに収まります。

チェーンから垂直に吊り下げられている間 (保管のため、またはフィラメントラインから吊り下げられているとき)、デバイスは完全に不活性であり、電力を使用しません。筐体は平らな側面と丸みを帯びたエッジで設計されており、落下したときにユニットが常にどちらかの側に落ち着くように設計されています。

デザインに関して他にも言及すべき点がいくつかあります。

警告: 音声に大きなビープ音が含まれています

新しいプロトタイプが成功したのは、意図した仕事を期待どおりに実行したというだけではありません。このプロセスは次の理由から成功しました。

Mister Screamer のプロトタイピングでは、反復アプローチから最良の結果を得るために次のことを行いました。

Mister Screamer V2 はすべての要件を満たしていましたが、その後のバージョンの改善に使用できる発見も得られました。学んだ最大の教訓は、このデザインは使用されている 3D プリンターのレイアウトに大きく依存するということでした。

私の特定のプリンター (Raise3D N2) では、フィラメントスプールが印刷領域からかなり離れています。デバイスをスプールから吊るすスペースがあるだけでなく、ユニットが落ちたときに厄介な場所に落ちてしまうリスクもありません。他の 3D プリンタの物理レイアウトでは、Mister Screamer が適切に動作しない可能性があります。デバイスがプリントヘッドの邪魔にぶら下がったり、フィラメントが切れたときに印刷領域に落ちたりする可能性がある場合は、トラブルが発生します。

現状では、Mister Screamer V2 は、主に私自身のプリンタとニーズに焦点が当てられているとしても、実際の作業に確実に使用できる十分な機能を果たしています。増え続ける改善点を追いかけたくなるかもしれませんが、ソリューションが完璧になるまで繰り返す必要はほとんどありません。問題が正しく特定され、理解されていれば、解決策がいつ完了するかを判断するのがはるかに簡単になります。

このバージョンの Mister Screamer のエンクロージャ設計は GitHub で入手できます。