3D 프린터 고장 & 스텝 모터 분해.

제가 가진 3D 프린터는 프린터봇 플러스(Printrbot Plus, 명칭이 프린터봇 메탈 플러스에서 바뀌었습니다)와 Form 1+입니다. Form 1의 고장을 경험했었던 저는 FDM 방식의 3D 프린터는 고장이 그래도 덜 발생할 것이라고 생각했었습니다만.. 며칠 전, 프린터봇 플러스가 고장났습니다.

출력을 시도하면, 처음에는 출력이 어느 정도 되다가 그 후로는 압출이 안되면서 출력이 안되는 것이었습니다. 처음에는 핫엔드의 노즐이 과도하게 냉각되서 발생한 문제인 것으로 생각해서 쿨링팬도 분리해보고 여러가지 방법을 사용해보았으나.. 결국 다른 곳에서 문제를 찾게 되더군요.

익스트루더의 스텝 모터가 이렇게 작동합니다. 즉, 필라멘트를 확실하게 압출하지 못하고 제자리에서 까딱까딱(?!) 반복적으로 움직이기만 합니다. 심지어 필라멘트가 없는 경우에 작동시켜도 저런 식으로 작동하더군요ㅠ

제가 자주 방문하는 오픈크리에이터즈 네이버 카페에 질문글을 올렸더니 모두들 친철하게 답변해주셨습니다. 정리하면 다음과 같은 결론을 얻게 됩니다.

1. 스텝 모터는 잘 고장나지 않는다.

2. 하지만 고장나는 경우가 발생한다면 보드(모터 드라이브)의 문제일 수 있다.

3. 물론 스텝 모터 자체가 고장났을 가능성도 있다. 잘 사용하다가 갑자기 문제가 생겼을 경우는 모터 자체의 고장일 가능성이 더 높다.

그래서 익스트루더의 스텝 모터를 분해해보았습니다. 인터넷에서 찾은 스텝 모터의 분해도는 다음과 같습니다.

http://www.ecnmag.com/articles/2007/05/gear-motor-choices

http://gander.cdli.ca/es3205/unit02/section05/lesson07/3-lesson-a.htm

일단 스텝 모터의 나사를 풀어줍니다.

그러면 이렇게 Aluminum front mounting plate가 분리됩니다.

Aluminum front mounting plate를 분리한 후 안쪽의 모습입니다.

Stepper rotor와 볼베어링, 그리고 이것들을 감싸는 Wound-stepper stator assembly를 볼 수 있습니다.

stepper motor rotor를 분리해내면 stator coil들을 더 잘 볼 수 있습니다.

카메라의 초점을 뒤쪽으로 맞추면 stator pole들과 bearing housing을 잘 볼 수 있습니다.

bearing housing을 좀 더 잘 볼 수 있게 사진을 찍어보았습니다. 무슨 원자로 같군요.

stepper motor rotor입니다. 양쪽에 shaft bearing이 장착되어 있군요.

톱니같이 생긴 부분은 rotor pole이라고 하는군요.

저는 이 rotor 자체가 자석인 줄 알았는데, 알고보니 shaft가 자석인 것이더군요. 그래서 magnetic shaft입니다. 쇠로 된 나사가 붙는 것을 확인할 수 있지요 .

볼 베어링이 들어가는 곳에 위와 같은 부품 2개가 있습니다. 우측의 은색 부품은 와셔로 생각되는데..

요 구부러진 부품은 원래 구부러져 있는 건지, 아니면 분해하다가 구부러진 것인지 헷갈리더군요. 찾아봤더니 이 부품의 이름은 ball bearing pre-load spring이구요, 원래 저렇게 구부러져 있는 스프링이라고 하는군요.

안쪽은 특별히 이상한 부분이 없는 것으로 생각하여 다시 조립 후 혹시나 하는 마음에 윤활유도 발라주었지만.. 고쳐지지 않더군요ㅠ 아마도 단선 등의 전선쪽 문제인 것 같았습니다.

그러던 중 프린터봇 홈페이지에서 다음과 같은 부품을 보게 되었습니다.

이름하여 Wire Relief for Printrbot Plus 1412란 부품입니다. 프린터봇 플러스가 제꺼는 1412 버전이었는데, 이번에 1504 버전으로 업그레이드 되었습니다. 그 업그레이드된 내용 중 하나가 바로 위 부품이 추가된 것이었습니다. 위의 부품을 익스트루더 카트리지에 장착함으로써 모터의 선들을 더 견고하게 지지해줌으로써 익스트루더 모터의 수명을 연장할 수 있다는 것이지요.

즉.. 프린터봇 이것들은 기존의 1412 버전으로는 익스트루더의 스텝 모터가 고장날 수 있다는 것을 알고 있었다는 것이지요. 물론, 1412 버전의 프린터봇 플러스 구입자들에게는 위 부품을 무료로 나누어주고 있으나.. 이미 스텝 모터가 고장나버렸으니..

그래서 프린터봇 본사에 메일을 썼습니다. '너네, 스텝 모터의 고장 가능성을 이미 알고 있었던 것 아니냐, 스텝 모터가 이미 고장나버린 경우에는 무상으로 교체해주어야 하는 것 아니냐'하고 말이죠. 

답변이 왔습니다.

"I am sorry you are no longer under warranty. The wire relief is available in the store for free"

엄청 쿨합니다. 보증기간이 끝났으니 안돼, 미안.

사실 보증기간이 언제까지인지도 저는 모르겠더라구요;; 일단 싸우기도 귀찮아서 그냥 구입하기로 했습니다. 이참에 Wire Relief for Printrbot Plus 1412를 포함하여 이번에 새로 나오는 Metal Ubis Hot End 그리고 고장난 모터를 교체할 Kysan stepper motor, 여기에 플렉시블 필라멘트도 출력 가능하게 업그레이드되어 새로 나온 Printrbot Alu Extruder v2까지 모두 구입하기로 말이죠.

하지만.. Wire Relief for Printrbot Plus 1412와 Metal Ubis Hot End가 품절 상태..

언제 재입고 되냐고 물어봤더니 2~3주 정도 걸린다고 답변이 오더군요.

오랜만에 써보는군요 이짤..ㅠ

일단 잠정 휴업상태로 들어간 제 프린터봇 플러스입니다. 쿨링팬 개조하려고 blow fan까지 하나 더 구입했건만..

어쩔 수 없죠 기다리는수밖에.. 일단은 프린터봇의 동향을 살펴보고, 쿨링팬을 어떤 식으로 장착할 것인지 궁리해보아야겠습니다. 부품을 주문하거나 부품이 도착하게 되면 바로바로 포스팅하겠습니다. 부품만 도착하면 대대적인 업그레이드가 예고되어있습니다ㅎ

이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!