私は働いたプロトタイプ3Dプリンターフィラメントアラームを作成しましたが、私が最初に始めたときに予測しなかった表面にいくつかの新しい問題と問題をもたらしました。今日は、プロトタイピングプロセスに追加的にダイビングして、明確な問題のために作成することに対する洞察を得るつもりです。私が思い付いたことは、フィラメントから受動的にぶら下がっているペンダントを構築しやすいものです。
私の3Dプリンタがフィラメントの外に出たときに知る必要があるので、私がしていたものは何でも落として、前のスプールの終わりに理想的なフィラメントの新しいスプールを挿入することができました。フィラメントの4分以内にこれを行うことで、非常に大きな仕事を印刷することで、中断を継続できなくなる可能性があります。私が作成したデバイスはMister Screamerと呼ばれていました。
基本概念
アイデアは、3Dプリンタが参加した場合（ただし一定の監視下ではない）、必要に応じてフィラメントロールをスワップする準備ができているということです。プリンタがプリントを一時停止するなどの「スマート」タスクを実行する必要はありません。フィラメントがなくなるときにアラームをトリガーすることを示すaがある限り、オペレータはメーカー印刷を中断しないようにするために必要なすべてをすることができ、プリンタ自体は知る必要さえありません。
最初のプロトタイプ
前のプロトタイプは、ブザーを作動させるためにローラースイッチを使用しました。フィラメントは装置を通して供給された。
前のプロトタイプフィラメントが消えたときにブザーを誘発したローラスイッチを有するフィラメントを肉体的に感知した。それは試行の成功を収めましたが、いくつかの新しい問題を明らかにしました。
手でフィラメントを引っ張ると、抵抗がないことはほとんどなかったが、それがプリンタ内のフィラメントのロールに乗っていたら、それは予想よりもはるかに多くの拘束力と摩擦を生み出した。印刷は成功しましたが、プリンタの押出機は通常よりもはるかに懸命に働かなければなりませんでした。私はデバイスがフィードシステムとフィラメントに無視できる株を置くことを望んでいました。これはそうではありませんでした。
フィラメントが逃げたとき、装置は卓上までいくらかの距離を下げた。これが期待されていました。しかし、衝撃は電池をほぼノックした摩擦フィット電池ホルダーから完全に緩んでいた。バッテリーが完全にポップアウトされた状態で、デバイスはその主な仕事をしていないでしょう。装置はドロップ抵抗である必要があるが、プロトタイプ設計はこれを反映しなかった。
以前のプロトタイプがその仕事をしたとしても、それが行うことを意図されていたとしても、それは問題があることが明らかであり、設計更新が必要でした。
デザインの目標の概要
Mister Screamerの基本的な要件はあまり変更していません。デバイスのタスクは次のとおりです。
フィラメントが存在する場合は、何も起こらない。
フィラメントがなくなった場合は、近くのオペレータに警告するために欺くヘッドを叫ぶ。
デザインの他の要素は、保持するのに十分なほど働きました。
エンクロージャーは3Dプリントにすることができます
自己完結型（外部電源や信号なし）
3Dプリンタを監視するには変更が必要ありません
電気的に単純で、最小限のソース部分を使用する
長いバッテリー寿命、低消費電力
アラームに対応するときは簡単に消えやすい
第一プロトタイプの構築とテストからのレッスンを使用して、次のデザイン目標を追加しました。
プリンタの通常の操作を妨げてはいけません。理想的には、プリンタはそれに気付いてはいけません。
デバイスは頑丈でドロップ抵抗が必要です。
すでに進行中の印刷物のフィラメントにデバイスを簡単に追加する機能。
新しいプロトタイプ
新しいプロトタイプは同じ基本関数を保持しますが、まったく異なるアプローチを使用します。装置は現在、向きに敏感であり、実際のフィラメントを間接的にしか検知します。ペンダントのようなボールリンクチェーンでハングするように作られています。
デバイスがぶら下がっている間は沈黙しています。落下すると、アラームがバックアップされるまで音が鳴ります。したがって、フィラメントがプリンタに供給されている限り、ペンダントやキーチェーンのようにフィラメントから受動的に掛かる。フィラメントのスプールが空になるとすぐに、デバイスは卓上に立ち上がり、アラームをトリガします。
新しいシステムはテクノロジを変更します。私はローラースイッチで離れて、それをリードスイッチと交換しました。 3D印刷されたエンクロージャの内側は、小さなディスクマグネットを捕捉する空隙です。ボイドは、ボールチェーンからぶら下がっているときに磁石をリードスイッチから離れるように使用するように設計されているが、マグネットは平らな表面上にスリマーを置き、磁石がそれを作動させるのに十分な近くでクリアされるであろう。
丸みを帯びたエッジは、常に落下後に平らに横たわっていることを確認してください。
中央M3ボルトは両方の半分を一緒に固定します。
例示の操作拡大するにはクリックしてください。
そのチェーンから垂直にぶら下がっている間（ストレージまたはフィラメントラインからぶら下がっているとき）デバイスは完全に不活性であり、電源も使用しません。エンクロージャは平らな側面と丸みを帯びたエッジで作成され、その結果、ユニットは常に片側に落ちるときに常に一方の側面に落ち着いています。中央M3ボルトはプラスチックで、磁石を妨げないように。
現在この向きのバンシーのように叫んでいます。
その他のデザインノート
フィラメントがなくなると、装置は卓上に落ちる。
デザインについて言及するための他にはいくつかあります。
ボールチェーンを開閉することができます。これは、プリンタが使用されている間にデバイスをフィラメントの周囲に取り付けることができることを示しています。前のバージョンでフィラメントをアンロードしてデバイスを通過させる必要はありません。
ボールチェーンは別の利点を持っています。滑らかなボールはフィラメント自体の上の小さなベアリングのように転がります。知覚可能な磨耗や汚染リスクはありません。
すべての部品を配線する – 特に両方の電池接点 – エンクロージャの片側に、2つのシェルの間に飛んでいるワイヤが示されていません。これにより、電線を設置することができ、それは今度ははるかに簡単な組み立て（つまんでいないワイヤー！）および全体的にはるかに堅牢な装置を示した。
磁石の吸着からボールリンクチェーンへの魅力から少量のヒステリシスがある。デバイスには、オンになったら、マイナーの「タップ」を必要とします。これは心地よく意図的ではなく、厳密な物理的設計の選択がどの程度操作に影響を与える可能性があるかを示しています。
プロトタイプを作成する前に、私は異なるアイデアのための小さな概念実証証明を行いました。これらの小型機器は、ケース内に2つの金属球を使用して、配向に応じて電気的接続を閉じるか開く。残念ながら接続された接続は小さい、そして彼らは非常にうまく運ばない。ブザーは、圧延ボールスイッチを介して直接流れる電力を持つかすかな絞扼の音のみを発します。この問題は、設計に多数のコンポーネントを追加することで固定できますが、ローリングマグネットとリードスイッチ技術が代わりに選択されました。
ビデオツアー
警告：オーディオは大きなビープ音で構成されています
結果
新しいプロトタイプは成功しており、予想される方法で意図した仕事をしたという理由だけではありません。それは成功したプロセスでした：
基本的な前提を検証し続けました：オペレータが通知され、行動する時間がある限り、プリンタ自体はそれがフィラメントの外であることを知る必要はありません。
それは安くそしてすぐに作り出すことができました。
元のプロトタイプから学んだ教訓による設計変更はうまく統合されました。
反復プロトタイピングプロセスを使用してください
プロトタイピングミスターScreamerでは、反復アプローチから最良の結果を得るために次のようにしました。
問題と範囲を慎重に定義します。あなたがあなたが持っていると思う問題が実際に存在するのと同じものであることを確認してください。このプロジェクトの一部に、私は私の問題が私のプリンタがフィラメントモニタを持っていなかったことは実際にはなかったことを考え出しました。私の問題は、私が同じ部屋にいたとしても、フィラメントが気付かれずに尽きることができるということでした。
観察された問題を解決するものを設計してください。
プロトタイプにそれらをコミットする前に、概念実証版で特定のアイデアをテストします。
あなたができる限り速くそして安くプロトタイプを作ります。
実世界の状況でのテストプロトタイプはおそらく少なくとも1つの方法で失敗または短くなるでしょう、そして隠された問題は表面に強制されます。失敗が学習されていることを確認してください。
デザインを洗練することを学んだことを使用してください。
Mister Screamer V2はすべての要件を満たしていましたが、それでも後続のバージョンを改善するために使用できる発見を生み出しました。学んだ最大のレッスンは、この設計は使用されている3Dプリンタのレイアウトに大きく依存していることでした。
私の特定のプリンター（RAISH3D N2）では、フィラメントスプールは印刷領域からわずかに離れています。スプールからハングするための装置の余地はありません。他の3Dプリンタは、ミスタースクリーマーがうまく機能することを許可しない物理的なレイアウトを持つことができます。デバイスがプリントヘッドの邪魔になるか、フィラメントが発生したら印刷領域に入ることができる場合、それはトラブルを求めています。
それが略言っても、Mister Screamer V2は、その範囲が一般的に私自身のプリンタやニーズに焦点を当てていても、実際の作品に確実に使用されるのに十分な仕事をよくします。これまでに増加している改善は追跡を誘惑することができますが、オプションが完璧になるまで繰り返す必要がありません。問題が正しく識別され理解されている場合は、オプションが完了したときに判断するのが非常に簡単になります。
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。
