프린터봇 플러스 3D 프린터 수리 및 업그레이드

예전 포스팅에서 말씀드린바와 같이 제 3D프린터인 프린터봇 플러스의 익스트루더 스텝모터가 고장이 나면서 이를 수리하기 위해, 그리고 몇가지 부분을 업그레이드하기 위해 여러 부품들을 주문했었습니다.

제법 큼직한 박스가 왔습니다. 박스를 열어보니..

제가 산 물품들의 목록이 나오는군요. Large Kysan Motor가 이번에 고장난 스텝모터를 대체하기 위한 새로운 스텝모터입니다. 사실 저것과 똑같은 모델이 아마존에서 반값에 팔고 있는데.. 배송비가 훨씬 많이 들어서 프린터봇 쇼핑몰에서 구입하는 것이 더 저렴하더라구요;;

Wire Relief for Printrbot Plus 1412는 이번에 프린터봇 플러스가 1504 버전으로 업그레이드되면서 추가된 부품입니다. 저처럼 스텝모터를 해먹은 사람들이 많았던 것 같습니다. 이 부품이 추가됨으로써 스텝모터의 선에 걸리는 장력과 부하를 감소시켜 익스트루더 스텝모터의 수명을 연장시켜준다고 하는군요.

그리고 Printrbot Alu Extruder v2는 기존의 알루미늄 익스트루더가 새롭게 업그레이드되서 출시되었길래 한번 구입해보았습니다. 이 익스트루더 v2는 플렉시블 필라멘트, 즉 닌자플렉스같이 고무같이 탄성이 높고 흐물흐물한 필라멘트도 출력할 수 있게 한다는군요.

상자를 열어보니 열라 허접하게 뾱뾱이로 싸놨습니다. 헤쳐보니..

달랑 이렇게 3개.. 뭐 제가 3개 주문한 건 맞으니까요ㅎ

고장난 익스트루더 스텝모터를 갈아치울(?!) 새 스텝모터입니다.

Wire Relief for Printrbot Plus 1412입니다. 기존에 스텝모터가 장착되던 X Carriage인데, 팔이 하나 더 생겼습니다.

Wire Relief for Printrbot Plus 1412의 부품에는 위와 같은 플라스틱 조각도 있습니다.

이것이 바로 Printrbot Alu Extruder v2의 부품들입니다. 역시 새로 출시된 제품을 써보는 것은 기분좋은 일입니다. 돈이 많이 들어서 그렇지..

익스트루더 스텝모터를 교체하려고 보니.. 처음부터 난관에 봉착했습니다. 여기..

그리고 X Carriage 를 움직이는 GT2 벨트와 연결되는 Delrin pulley에도..

Delrin pulley에 연결된 부품에도..

이렇게 여러 선들을 한꺼번에 감싸주는 34" Braided Wire Wrap이 있었습니다. 익스트루더 선 하나만 뽑으면 되는데, 저 34" Braided Wire Wrap에 한꺼번에 싸여있어서 도대체가 선을 뺄 수가 없더군요. 그래서, 결심했습니다.

반토막내버렸습니다.

Wire Wrap 안녕..

그리고 또 한가지 난관.. 익스트루더 스텝모터는 중간에 연장선이 연결되어 프린터보드(Printrboard)에 연결되는데, 이 연장선 연결부위가 보이지 않더군요. 그래서.. 결국 프린터봇 플러스 밑판을 또 열었습니다. 저 12개 나사 돌려서 빼는 거 은근히 빡칩니다.

일단 모조리 분해했습니다.

드디어 고장난 스텝모터의 선을 찾았습니다.

연장선과의 연결부위도 찾았구요.

가차없이 고장난 스텝모터를 분리하고..

새로 온 스텝모터와 연장선을 연결해줍니다.

일단 스텝모터는 연결했으니 선정리를 해야하는데.. 예전에 선들을 연결할 때 대충 선들을 꼬아서 절연 테이프로 감아놨더니 보기에도 안좋고 절연 테이프 풀리면 합선의 위험도 있어서 분해한 김에 전부 정리해버리기로 했습니다.

짠! 열수축 튜브입니다. 이 열수축 튜브의 일부분을 잘라서 전선들 연결 부위에 통과시킨 후 열을 가해주면 열수축 튜브가 쪼그라들면서 전선 연결 부위를 단단하게 고정해줍니다.

이렇게 말이죠. 왠만한 연결부위는 전부 열수축 튜브로 교체하였습니다. 이걸 하면서 제가 왜 이 작업을 시작했는지 잠깐 후회했었습니다.

익스트루더 스텝모터를 교체하면서 X Carriage도 Wire relief도 함께 장착하기 위해 기존의 X Carriage를 모두 분해합니다. 일단 여기에 연결되어있는 쿨링팬과 슈라우드를 분해해내고..

아래쪽에 LM 가이드와 연결되는 부분의 나사를 모두 풀어서 분해했습니다.

이번에 새로 장착될 Wire relief입니다. 장착하는 방법은 다음 프린터봇 홈페이지에서 확인할 수 있습니다.

http://help.printrbot.com/Guide/Installing+Printrbot+Plus+Extruder+Cart+V2/215

팔같이 생긴 부분에는 나사가 끼워져있었는데.. 나중에 알고보니 저 나사는 반대편에서 끼워져야 하는 것이더라구요. 프린터봇 본사가 저를 낚은 것이었죠-_-

자, 왼쪽이 기존의 X Carriage이고, 오른쪽이 이번에 새로 Wire relief가 장착되어 나온 X Carriage입니다. 앞부분은 팔달린 것 빼놓고는 거의 비슷합니다.

위에서 보면 좀 차이가 나는데, 기존의 X Carriage에는 GT2 벨트의 장력을 조절하는 tensioning arm이 장착되는 홈이 파져있었는데 이번 업그레이드 버전에서는 홈이 없어지고 아예 모양이 달라져 있습니다. 처음에는 tensioning arm이 들어갈 홈이 없어 당황했는데.. 그냥 빈공간에 놓고 나사로 연결하면 되더군요. 

X Carriage에는 익스트루더 부품들도 연결되므로, 이번에 구입한 Printrbot Alu Extruder v2를 장착하고자 일부 조립을 시행하였습니다. 위 사진에서는 Printrbot Alu Extruder v2가 왼쪽, 기존의 익스트루더가 오른쪽입니다. 이 Printrbot Alu Extruder v2 조립 방법은 다음 프린터봇 홈페이지에서 확인할 수 있습니다.

http://help.printrbot.com/Guide/How+to+Assemble+-+Install+the+Alu+Extruder+v2+-+Simple/210

기존의 익스트루더와 모양새가 약간 다르고 특히 스텝모터와 연결되는 드라이브 기어 연결 부위가 다릅니다.

평소 하던 것처럼 위 사진과 같이 X Carriage에 스텝모터와 익스트루더 베이스(Extruder base)를 연결한 뒤 스텝모터 축에 드라이브 기어를 장착하려고 했는데.. 안들어가더라구요;; 당황해서 익스트루더 베이스를 자세히보았더니..

사진상으로 잘 보이지 않으나, 필라멘트가 들어가는 구멍 부분과 연결되어 볼록 올라온 부분이 있습니다. 드라이브 기어의 톱니 부분에 딱 맞아 들어가는 부분이지요. 익스트루더 베이스와 스텝모터가 X Carriage에 연결되어있는 상태에서는 이 볼록 올라온 부분때문에 드라이브 기어가 걸려서 장착이 안되던 것이었습니다. 그래서 일단 익스트루더 베이스를 탈착하고 드라이브 기어를 스텝모터축에 먼저 장착한 후 익스트루더 부품들을 조립했더니..

짠! 조립이 완성된 Printrbot Alu Extruder v2입니다. 기존의 익스트루더와 뭐가 다르냐구요?

익스트루더의 드라이브 부분을 확대한 모습입니다. 잘 모르시겠다구요? 좀 더 확대해보겠습니다.

드라이브 기어와 베어링 사이에 필라멘트가 통과되는데, 이 통과한 필라멘트가 거의 바로 익스트루더 베이스 안으로 들어갑니다. 즉, 드라이브 기어와 베어링, 익스트루더 베이스 사이에 틈이 거의 없습니다.

위 사진은 예전 버전의 익스트루더인데, 화살표에 표시된 것처럼 드라이브 기어와 익스트루더 베이스 사이에 공간이 좀 있었습니다.

딱딱한 필라멘트인 경우에는 상관없이 핫엔드로 들어가는데, 말랑말랑한 필라멘트인 경우에는 핫엔드로 들어가다가 조금이라도 저항이 생기면 바로 저 화살표로 표시된 공간으로 꺾여 들어가게 되서 3D프린팅이 안되었습니다. 이 부분을 v2에서는 수정을 한 것이죠.

다른 각도에서 본 Printrbot Alu Extruder v2입니다. 드라이브 기어와 익스트루더 베이스 사이의 공간이 거의 없습니다.

위에서 내려다 본 모습입니다. 

자 Printrbot Alu Extruder v2도 다 조립이 되었으니, 이제 Wire relief 조립을 마무리 지어야할 차례입니다. 동봉되어있던 플라스틱 부품을 위와 같이 X Carriage에 나사로 고정하고 zip tie를 이용하여 선들과 함께 묶어서 고정시켜주면 됩니다.

이렇게 말이죠.

이렇게 장착하면, X Carriage가 출력을 위해 움직여도 스텝모터에서 나오는 선이나 기타 온도 센터, 오토레벨링 센서에서 나오는 선들은 일부가 Wire relief에 꽉묶여 고정되게 됩니다. 즉, X Carriage가 움직임으로써 발생하는 전선들으로의 부하나 장력을 최소화해서 부품들의 수명을 연장시키는 것이지요. 괜찮은 것 같습니다.

시험삼아 3D프린팅을 시행해보았습니다. 일단 쿨링팬은 나중에 개조할 생각이라서 분리해놓은 상태라 간단하게 출력할 수 있는 큐브를 선택했습니다.

완성되었습니다. 이게 몇 주만의 3D프린팅인지..ㅠ_ㅜ

역시.. 직각으로 적층되는 것은 프린터봇 플러스 퀄리티가 꽤 맘에 들어요ㅎ

'고장의 원인이 익스트루더 스텝모터 문제가 아니면 어쩌지'라는 불안함도 있었지만, 다행히(?!) 예측이 맞아떨어지면서 프린터봇 플러스를 수리 및 업그레이드할 수 있었습니다. 이제 추가적으로 업그레이드 및 테스트할 부분은 2가지입니다.

1. 쿨링팬의 장착 : 앞서 보여드렸던 Blow fan으로 2개를 쿨링팬으로 장착할 예정입니다. 계속 디자인 구상 및 3D모델링 중입니다.

2. 플렉시블 필라멘트의 출력 : 조만간 닌자플렉스를 구입해서 출력되는지 여부를 확인할 예정입니다. 닌자플렉스.. 비싸던데.. 뭐 어쩔 수 없죠ㅠ

이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!