3Dプリンタを組み立てよう!!~Prusa i3 MK3S+ 組立キット~

開発日誌

先月、3Dプリンタを購入しました。まだまだ使い込めてはいないのですが、購入したプリンタの紹介も兼ねて記事してみました。3Dプリンタの購入を検討している方は、是非とも参考にしてみてください。

3Dプリンタの選び方がわからないと悩んでいる方は、下記の記事を読んでみてくださいね。

では、早速紹介していきます!!

Prusa i3 MK3S+について

私が購入した3Dプリンタは“Prusa i3 MK3S+”です。

画像引用:Prusa3D.jp

この3Dプリンタは、世界で最も使われている3Dプリンタと言われているほどメジャーなものです。見た目は、非常のオーソドックスな3Dプリンタって感じですよね。最近の3Dプリンタは、スタイリッシュな外装カバーがついているものが主流になっていますので、そういった機種に比べると、ちょっとデザイン的に無骨というか古臭く感じるかもしれません。私個人としては、門形のマシニングセンタみたいですごく好きなんですけどね。

画像引用:オークマ株式会社

Prusaの最大の特徴はRepRap(レップラップ)プロジェクトの3Dプリンタであるということです。RepRapとは

Replicating (複製する)
Rap
id-prototyper (3Dプリンタの古い呼び名)

の略です。このプロジェクトは、3Dプリンタの製作方法や部品モデルなどの全データをオープンソースにすることで、誰でも複製できる3Dプリンタを作ろうというプロジェクトです。更には、3Dプリンタの部品自体を3Dプリンタで製作できるような形状に設計することで、“自己複製”という特徴を持っています。まるで生き物が繁殖するかのように3Dプリンタから3Dプリンタが生まれ、更にはオープンソースにより世界中の人々から改良が加えられ、生き物が歴史の中で進化するようにその性能を高めていきます。

そのため“Prusa i3 MK3S+”を構成する部品の多くは3Dプリンタで作られたものです。オープンソースなので、全ての部品の3Dデータが簡単に手に入ります。もし部品が壊れても、自分で自分の部品を印刷して修復することができてしまうんです。更には、他の人が考案した改造データなども多く存在するので、自分好みにどんどん改造することができます。そういう意味でも、Prusaは非常に広く深く楽しめる3Dプリンタです。

Prusa自体の設計もアップデートされていくので、その情報を元に自分のプリンタを進化させることもできます。ソフトウェアのアップデートはよくありますが、構造体のアップデートってあまり聞きませんし、斬新な考え方ですよね。RepRapプロジェクトの3Dプリンタであれば、そういうこともできてしまうんです。面白いですよね!!

Purusaを購入する場合、完成品か、もしくは組立キットの2種類から選ぶことができます。私は組立キットを選びました。3Dプリンタを使うだけでなく、その構造も勉強したかったので組立キットの方が都合が良かったからです。RepRapプロジェクトであることを考えれば、最初に構造を理解した方が後で楽しめますからね。また、組立キットの方が5万円くらい値段が安いので、それも魅力的でした。

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以下の項で、ラサッと組立工程を紹介しますが、それを見て“あんまり自信ないなぁ”って人は、完成品を買えばよいと思います。

Prusaを組み立ててみよう!!

組立工程をサラッと紹介してきます。公式動画では組立時間は約8時間くらいかかると言ってますね。

私は、まとまった時間を作ることができなかったので、会社から帰ってきて寝る前の30分程でコツコツ組んでました。結果、3週間くらい組み立てに掛かってしまいました(笑)

まあ、組立キットだしプラモ組むようなもんだろ

と舐めてかかったのですが、思いの外、難易度が高くて苦戦しました。ある程度の機械的な知識がある人でないと、組み立てるのは難しいかもしれません。前項で説明したようにRepRapプロジェクトの3Dプリンタであるため、部品の多くは3Dプリンタで作ったものです。部品の精度がそこまで良いわけではないので、穴が微妙に合わなかったり、ナットが入らなかったり、などなど・・・そういう部分でも若干の苦労はありました。

まあ、そんな苦労もなんのその。組立自体は楽しいし、3Dプリンタの仕組みがよくわかるので非常に良い勉強になりました。結論から言えば、組立キットを選んで正解でしたね。

では、組立工程を紹介していきます。

Prusa i3 MK3S+はこんな感じのダンボール箱で届きます。もっと大きいかと思っていたのですが、意外とコンパクトにまとまってました。

箱から最初に出来きたのは、ハリボーです。ドイツ生まれのグミですね。実は、ハリボーはこの組立キットの中に含まれています。「ハリボーでも食いながら、リラックスして組み立てを楽しんでね」という粋な計らいです。こういう気遣い、良いですね。各章ごとにどれくらいのハリボーを食べればよいかまでマニュアルに書いてあります。こういうジョークって、日本の製品では見ないので新鮮です。すごく海外チックでテンション上がります。

早速、組み立て開始。まず初めに、ベースのフレームを組みます。これはアルミフレームや金属プレートの組み合わせですね。下の♯みたいなプレートは可動テーブルです。Y軸の駆動も取り付けます。

次にX軸のアセンブリを組みます。

Z軸をベースフレームに組み込んで、X軸アセンブリを組み付けます。ここまでくると、なんとなく構造が見えてきますね。

エクストルーダを組み立てて、X軸に取り付けます。エクストルーダとは、フィラメントをロードする機構や溶かす機構、樹脂の射出ノズルがついた3Dプリンタで最も重要な部分です。ここを組むのが最も難しかったです。写真撮るのを忘れていて、取り付け後の写真しかありませんが・・・。

XYZ軸は、ベルト駆動+ボールブッシュという一般的にありふれた機械要素ですが、このエクストルーダだけは3Dプリンタならではの機構です。組んでみて、とても勉強になりました。

操作パネルを取り付けます。ここまで来たら、見た目的にはほぼ完成ですね。

あとは電源と制御基板を乗っけて、配線の取り回し、接続を行えば完成です。簡単に言いましたが、この工程が一番地味ですが、重要で、面倒で、時間が掛かるんですよね。機械関係の仕事をしている人ならわかると思いますが、配線処理は面倒ですよね。ただ、ここをどれだけ丁寧にできるかが勝負です。

機械を動かしたときのトラブルって、配線が切れたとか、繋ぎ間違えたとかが一番多いですからね。

そして、完成!!!!

あとは、電源を入れて説明書通りにキャリブレーションを行えば完成です。調整も基本的にはパネルの案内に従ってYES/NOを回答していれば、自動で行ってくれます。最初は調整が甘くて、印刷しても糸くずみたいなものしか出ませんでしたが、何度か調整をし直して、安定して印刷することができるようになりました。

具体的にどういう組み立てをするのか詳細が知りたい人は、web上で公式の組立マニュアルが公開されているので、下記のリンクから見てみると良いでしょう。

Prusa Knowledgebase
All information you need to know about Original Prusa 3D printers. Assembly manuals, print quality troubleshooting, calibration, PrusaSlicer and much more.

完成したので、いくつかのモデルを印刷してみましょう!!

印刷してみよう!!

付属のSDカードにテスト印刷用の3Dモデルがいくつか入っていたので、片っ端から印刷してみました。

率直な感想としては、想像していたよりもかなり品位が良いと感じました。

正直、感動しています!!

まあ、SDカードには印刷しやすいようなモデルしか入っていないので、品位が良いのは当たり前かもしれませんが・・。オリジナルの3Dモデルを印刷しようとすれば、色々とトラブルが出ると思いますが、それもまた一興ですね。もっとトラブルが発生するか思いましたが、意外なほど素直に立ち上がってくれたのでホッとしています。

3Dプリンタの動作音を気にする人は多いですが、Prusaの動作音は私的にはあまり気になりませんでした。当然、音はしますが印刷している横で別の作業をしていても気になりませんし、寝ようと思えば同じ部屋で寝ることもできますね。まあ、3Dプリンタの横で寝ませんし、私が鈍感なだけかもしれませんが(笑)

音色的には“ウィンウィン”というステッピングモータの動作音、早送り時には“シャーシャー”というボールブッシュの摺動音がします。

騒音自体はそこまで大きくないのですが、床を通じて地面に伝わる振動は大きいです。私は二階の自室の床に3Dプリンタを直置きして使っているんですが、自室にいるときはほとんど感じませんでしたが一階のリビングには振動音が広がっていました。うるさいという程ではないんですが、「誰か携帯鳴っていない?」って感じのバイブレーション音が常になっている感じで、かなり耳障り・・・。妻からは「二階でダンスミュージックでも聞いているのかと思った」と言われました。これは何らかの対策が必要ですね。

マンションなどで床直置きで使ったら、近隣トラブルになりそう。まあ、夜中に洗濯機を使っちゃダメなのと一緒ですね。

何はともあれ、無事に印刷することができました!!

まとめ

本記事の内容を復習しましょう。

・Prusa i3 MK3S+ は世界で最も使われている3Dプリンタ
・RepRapプロジェクトの3Dプリンタのため、自己複製ができる
・組立キットの難易度はちょっと高めだけど、とても楽しい


結論、買って良かったです。まだ、オリジナルの部品の印刷をしていないので、やっとスタート地点に立ったという感じですけどね。やっぱり、自分で組み立てると愛着が湧きますよ。頑張って印刷している姿をみていると可愛く思えてきます。

3Dプリンタの購入を検討している方には、ぜひとも購入の候補にPrusa i3 MK3S+を入れていただきたいです。家庭用の3Dプリンタの中では結構高価な部類には入りますが、本格的に3Dプリンタに手を出したい人はうってつけだと思います。もちろん、オススメは組立キットです。

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ちなみにPrusaはチェコ出身の技術者Josef Prusaによって開発されました。プリンタの名前のPrusaというのは、そのまま開発者の名前なんですね。どうでも良い話ですが、Josef Prusaは1990年2月23日生まれで、学年で言えば私と同い年です。そういう意味でもこの3Dプリンタからは不思議な縁を感じます。今の私には、ゼロからこんな機械を設計するスキルはないので、心から尊敬します。

同時に私も新しいものを生み出したいという創造欲が掻き立てられました。この3Dプリンタを使いこないして、自分のものづくりを進めていこうと思います。3Dプリンタ関連の記事は、適時更新していく予定なので、是非次回も読んでくださいね!!

3Dプリンタ購入の前に、3Dプリンタの勉強がしたいという人は下記の本を読むと良いでしょう。少し古いんですが、3Dプリンタの歴史、概要、構造などなど広く学ぶことができます。3Dプリンタの購入を考えている人は、まずこの本を読んで勉強すると良いでしょう。

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