페이스트 3D 프린터 제작: 4.XY캐리지 및 프린팅베드 조립

오늘은 페이스트 3D 프린터 중 X축과 Y축을 담당하는 부분인 XY캐리지(Carriage) 및 프린팅베드를 조립하는 과정을 살펴보도록 하겠습니다. 

LM8UU 리니어 베어링(linear bearing)입니다. 이 리니어 베어링을 이전에 출력했던 XY캐리지 파트에 결합시키면..

이렇게 됩니다.

3D프린팅 파트에 장착된 베어링을 고정하기 위해 M2 육각너트가 사용되었습니다. 

베어링이 장착된 XY캐리지 파트들을 리니어 스텝모터에 장착하기 위해서는 기존 리니어 스텝모터를 구성하는 나사를 제거해주고 그 부분에 새로운 나사(M3x30mm pan head)를 XY캐리지 파트와 함께 재조립해야 합니다. 

단, 이때 리니어 스텝모터 나사 4개를 동시에 모두 제거하면 스텝모터 자체가 완전히 분해되므로 1-2개의 나사만을 빼서 XY캐리지 파트 결합 후 나사로 다시 조여줘야합니다. 즉, 스텝모터 나사 4개 동시 제거는 안됩니다. 

스텝모터 나사를 제거했을 때 위 사진처럼 움푹 들어간 곳은 다른 부품으로 그 움푹 들어간 공간만큼 채워주어야 하는데요. 

그 스페이서 역할을 하는 것이 바로 M3 split ring lock washer입니다. 와셔는 와셔인데 한 부분이 끊겨 어긋나있는 와셔로 짧은 스프링과 같은 역할을 할 수 있어, 스페이서 대용으로 사용하기 충분합니다. 

이런 식으로 M3 split ring lock washer가 스텝모터와 조립되게 됩니다.

리니어 스텝모터의 네 모서리 중 한 부분을 조립한 모습입니다.

M3 split ring lock washer로 채우는 움푹 파인 공간 말고, 그 반대쪽에도 XY캐리지 파트를 장착해야 하는데, 이때는 M3x8mm pan head 나사를 이용합니다. 즉, 위 사진에서 좌측 부분은 M3x30mm pan head 나사가 들어가고 우측 부분은 M3x8mm pan head 나사가 들어가게 됩니다. 두 나사가 딱 맞게 결합되더군요. 

모두 조립된 XY캐리지의 모습입니다.

뭔가 로봇같아 만들어 놓고도 혼자 굉장히 뿌듯해했습니다.

리니어 스텝모터 2개가 위와 같이 서로 다른 방향으로 고정되어 있습니다. 

자, XY캐리지를 다 조립했으니 이제 XY캐리지를 이전 포스팅에서 만든 나무프레임에 장착할 차례입니다. 위 사진은 railMount라는 3D프린팅 부품인데요(정확히는 railMountB), 이 railMount들을 나무 프레임의 올바른 위치에 나사로 고정하면 됩니다. 

이런 식으로 말이죠.

하지만 직접 만들면서 얻은 교훈(?!)인데, 위와 같이 8mm 연마봉을 railMount에 끼우려고 했더니 정말 안들어가더군요. 그래서..

railMount를 나무 프레임으로부터 다시 분리해낸 후 연마봉을 railMount에 망치를 이용하여 장착했습니다. 상당히 빡빡하여 망치로 쳐도 잘 안들어가더군요;;

우여곡절 끝에 XY캐리지를 위와 같이 나무 프레임에 장착할 수 있었습니다. 

이쪽 방향이 Y축입니다. 

Y축을 구성하는 연마봉이 레일마운트에 잘 장착되어 있습니다. 

이쪽 부분이 X축입니다. 이 X축에는 프린팅 베드 장착을 위한 추가 railMount 부품이 필요합니다.

X축을 구성하는 연마봉에 railMount를 각각 장착한 모습입니다. 나중에 한번 만들어보실 분들은 XY캐리지를 나무 프레임에 고정하기 전에 railMount를 X축에 망치 등을 사용하여 먼저 장착하시기 바랍니다. XY캐리지가 나무 프레임에 고정된 상태로는 X축이 허공에 떠있어 railMount를 X축에 장착하기가 보통 어려운 일이 아니더군요;;;;

XY캐리지의 각 리니어 스텝모터 축은 위와 같이 railMount의 한 부분에 고정이 되어야 합니다. 

이처럼 말이죠. 이를 위해서는 스텝모터축, 즉 Threaded rod를 고정 부분 안으로 확실하게 밀어 넣어야 하는데요. 

리니어 스텝모터의 Threaded rod의 한쪽 끝은 나사선이 없이 약간 각진 모양으로 되어있는데, 이 부분을 플라이어나 펜치로 잡고 2-4바퀴 정도 돌려서 railMount의 고정 부위 안으로 밀어넣을 수 있습니다. 

XY캐리어가 나무 프레임에 고정되었으니, 그 위로 프린팅베드를 장착할 차례입니다. 프린팅베드를 장착하기 위해서는 하나의 추가적인 나무판이 필요한데요, 이 위로 프린팅베드가 장착될거라 그 고정될 부위를 미리 드릴로 뚫어놓습니다.

매뉴얼에서는 #8-32 threaded brass insert를 사용하여 나사를 잡아주는 부품을 나무판에 아예 박아서 고정하라고 되어 있지만, 이 threaded brass insert가 꽤 비싸더군요. 그래서 나무판에 구멍을 직경이 다르게 2단계로 뚫고..

거기에 망치를 사용하여 너트를 박아넣었습니다.

너트가 들어간 구멍이 그리 크지 않아 너트가 단단히 박혀있었습니다만, 노파심에 순간접착제를 너트 주위로 한번 더 도포하고..

테이프로 한번 더 감싸줍니다. 이 정도면 나무판에서 너트가 빠지진 않겠죠. 나중에 프린팅베드를 장착한 뒤 나사가 결합된 너트 자체가 나무판에서 빠져버리면 난감하니까요. 

너트가 성공적으로 박힌 나무판의 모습입니다. 

여기에 tapered 모양의 긴 나사를 스프링과 함께 체결합니다. 참고로 저 스프링은 다 쓴 볼펜에서 얻은 것입니다. leveling 스프링을 구입한 줄 알았는데 안했더라구요;;;

나무판 위로 프린팅베드를 장착한 모습입니다.

스프링과 나사가 장착되어있어 프린팅베드의 수동 레벨링을 구현할 수 있습니다. 프린팅베드의 한쪽 구석을 좀 더 낮추려면 나사를 조이면 되겠죠. 

오늘은 페이스트 3D 프린터의 XY캐리지 및 프린팅베드를 조립한 후 제 위치에 장착해보았습니다. 연마봉을 railMount에 끼워넣는 작업 및 나무 프레임에 railMount를 정확한 위치에 고정하는 과정이 좀 어려웠고 그 외의 작업들은 비교적 수월했습니다만, 작업완료까지는 시간이 꽤 소요되었습니다. 

너무 어렵지도 않고 너무 쉽지도 않은 DIY 과정이라 꽤 재미를 느끼며 조립할 수 있었습니다. 다음 포스팅에서는 Z축 및 Extruder 부분의 조립과정에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 

지금까지 메이드인네버랜드였습니다~!