tevo tarantula 업그레이드 - part 3 (Y축)

Tevo Tarantula 업그레이드 3번째 포스트 입니다. 

이번 포스트는 Y축과 관련된 부분 입니다.  아래는 Tarantula의 Y축 부분을 보여 주는데요.. 문제가 되는 부분은 크게 3 부분 입니다. 

아크릴 소재의 Y Carriage가 쉽게 휘고, 경우에 따라서는 부러질 수 있다는 점과 Y Carriage를 잡고 있는 V-Wheel의 eccentric nut 즉, 편심 너트 적용, 그리고 용수철의 탄성력이 동일하지 않다는 문제 등 입니다. 

일단 메카니즘을 살펴 보면, 2040 profile에 V-Wheel 4개로 4.5mm 두께의 Y carriage를 연결, Bed 지지대로 사용합니다. 여기에 용수철을 4 모서리에 채결하고 그 위에 Heat Bed가 올라가 있죠.. Bed leveling 즉, Bed의 수평을 맞추는 과정에서 4 모서리의 용수철 나사를 조정하게 됩니다. 

첫 번째로 고려한 부분은 편심 너트를 사용하지 않는 것 입니다. tarantula를 갖고 계신 분들은 이미 알고 계시겠지만,  볼트 홀(Hole)을 보면 편심 너트를 적용한 홀이 그렇지 않은 홀보다 직경이 더 큽니다. 물론, 이것은 편심 너트의 위치를 조절하여 V-Wheel 이 프로파일의 V 홈을 타이트하게 물도록 하기 위한 것이지만, 볼트와 너트란 외력이 작용하거나 오랜 시간 움직이다 보면 서서히 풀리게 마련이죠.. 따라서 편심 너트가 조금이라도 풀리게 되면 V-Wheel의 물고 있는 힘이 풀리고..결국은 Bed가 까닥까닥 좌/우로 흔들리게 됩니다. 

그래서 첫 번째 개선부분으로 2040 profile의 폭과 V-wheel의 거리등을 종합적으로 분석하여 볼트 채결 홀의 간격을 Fix 시키는 것 이였습니다.  네. eccentric nut를 사용하지 않는 것이죠..

두 번째 문제는 4 모서리 스프링의 탄성력이 같지 않다는 문제로, Bed의 수평을 맞추기 위해서 각 위치의 나사를 조이거나 풀어서 수평을 맞춰야 하는데 이 때 탄성력이 강한 스프링은 Y-Carriage를 밑으로 밀어내는 힘이 더 크기 때문에 다른 곳 보다 아래쪽으로 더 휘게 됩니다.  4개의 스프링의 탄성력이 모두 같다는 것은 거의 불가능에 가깝기 때문에.. 근본적인 문제 해결 방법은 스프링의 탄성력을 이겨 내고 변형이 되지 않을 만큼 Y-Carriage가 튼튼하면 됩니다. 하지만, 아크릴 소재이고 거리가 길기 때문에 휘죠.. 해외 사이트의 유저들이 알루미늄 소재로 Mod 하는 이유가 이것 때문 입니다. 

알루미늄을 깍는 건 너무 비싸고, 그렇다고 해외에서 주문하는 것도 시간적으로나 비용 측면에서 너무 오버다 싶어, 대안으로 기존의 Y-Carriage의 위/아래로 출력물을 덧 대어서 보강하는 방법을 적용하기로 했습니다. 

아래는 컨셉 다지인 입니다.

재일 아랫단의 경우 좌/우 4개의 v-wheel이 채결될 위치를 Fix 시켰고.. V-wheel의 6mm spacer를 좀 더 단단히 잡기 위해 spacer 가드를 만들어 넣었습니다.  위의 그림에서 아랫쪽 화살표 부분 입니다. 그리고 윗판을 별도로 만들어서 Y-Carriage가 상판과 하판 사이에 들어가도록 컨셉을 잡았고, 좌/우 끝단에 상판과 하판을 고정하기 위한 나사 홀을 내었습니다. 

상판의 두께는 4mm, 하판의 두께는 4.5mm 입니다. 따라서, 상판 - Y-Carriage - 하판의 두께를 모두 합치면 13mm 가 되는 셈이죠.. 그리고 상판과 하판의 폭도 기존 v-wheel 체결 가이드 브라켓 보다 훨씬 폭을 키워 각 모서리의 탄성력에 좀 더 강하게 견딜 수 있도록 했습니다. 

위의 사진은 실제로 출력을 한 모습입니다. 보시기에 좌측이 상판, 오른쪽이 하판 입니다.  esun PLA+ Yellow를 사용했고 0.2mm layer height에서 40% 체움으로 출력을 했습니다.  esun의 PLA+는 출력물의 강도가 일반 PLA에 비해 매우 강한 특징을 갖고 있습니다. 아주 hard 하죠.. 좋습니다. 

이렇게 Y-Carriage가 두 판 사이에 들어가게 될 겁니다. 

V-wheel의 경우 위와 같이 채결이 되게 됩니다. 6mm spacer 가드가 특징이죠.. ^^

위의 사진은 3판을 조립한 상태의 모습입니다. 왼쪽이 위에서 본 모습이고, 오른쪽은 뒤집어서 아랫쪽에서 본 모습니다. 왼쪽 사진에 보면, 원래 V-wheel 보조 브라켓의 크기와 비교해 놓았습니다. 거의 2배로 넓어진 것을 알 수 있습니다. 

편심 너트를 사용하지 않았기 때문에 2040 Profile에 낄 때 좀 빡빡하게 들어가지만, 일단 들어가고 나면 앞/뒤로 움직일 때는 매우 부드럽습니다. 물론 좌/우로 왠만한 힘을 주지 않는 이상 좌/우로 흔들거리지도 않죠..

이론적으로는 스프링이 고정되는 4 모서리까지 확장을 하는 것이 더 좋기는 하지만, 일단 이렇게 해서 사용해 보고 추후 업그레이드 여부를 검토할 예정 입니다.  비교적 심플한 디자인이기 때문에 출력도 쉽고 오래 걸리지도 않는 디자인 입니다. 

업그레이드 관련 내용은 다음 포스트에서도 계속 됩니당... ^^