Bộ Quấn Cuộn Filament Cantilever (MK2)

Back in Black! Không vì lý do gì khác ngoài việc lần này mình có nhiều cuộn đen số lượng lớn hơn trắng.

Đây là bản revision thứ hai của bộ cantilever filament spool winder dạng counter rotation của mình. Bạn có thể xem bản đầu tiên , kèm mô tả gốc, mình sẽ diễn giải lại bên dưới.

-Mình muốn một thiết kế nạp/tháo cuộn đơn giản hơn và linh hoạt hơn về kiểu spool. Thế là mình làm đúng kiểu của một người… hơi “cứng đầu”: bỏ ra hàng chục tiếng để học cách làm một thứ gì đó, chỉ để thiết kế ra món giúp tiết kiệm vài giây thao tác so với việc dùng bất kỳ thiết kế phổ biến nào hiện có! *Chèn meme cho hợp cảnh*

Trong revision mới này, mình đã đụng tới hoặc thiết kế lại gần như mọi bộ phận.

Change log:

• Cụm tay quay (handle assembly) không còn dùng snap-in ring nữa, lắp ráp đơn giản hơn.
• Handle Shaft giờ tách làm 2 phần. Cần một ít support rất nhỏ. Hình học của end clip được chỉnh nhẹ.
• Tay cầm (handle) chỉnh lại để khớp thiết kế shaft mới. Đồng thời thêm các điểm tiếp xúc trong shaft để giảm ma sát và tiếng ồn. (bản cũ kêu cót két, mình ghét lắm)
• Shaft crank giờ dùng thiết kế keyed thay vì dùng ốc. Cách này chắc hơn nhiều và không bị vấn đề khi quay ngược. Phần này nên friction fit vào crank shaft.
• Crank shaft giờ keyed thay vì tapped (bắt vít). Rãnh key cho gear được rút ngắn 8mm. Đục một lỗ ở đầu để có thể tì dụng cụ vào handle shaft, hỗ trợ tháo ra.
• Gears giờ rộng 12mm, trước đây là 20mm.
• Spool shaft được tinh chỉnh nhẹ. Rãnh key rút ngắn 8mm. Có lựa chọn 150mm và 190mm.
• Spool nut giờ được chamfer, nên chiều dài thay đổi theo đường kính. Có tùy chọn đường kính 50mm, 53mm, 56mm và 59mm.
• Spool wedge nut ngắn hơn 25%. Cải thiện nhẹ phần bắt đầu ren.
• Thay đổi hình dạng endcap của spool shaft để dễ cầm hơn khi vặn vào (đừng siết quá tay).
• Frame được gia cường dọc theo phần đế. Thêm riser ở tháp giữa để kẹp (clamp) vừa hơn.
• Cập nhật nhỏ: Thêm các nut và end cap có độ hở lớn hơn phòng khi ren bị quá khít và khó vặn. Nằm trong High Tolerance Screw Parts. Đã cập nhật file STEP.
• Update2: Sửa ren trên một số mẫu spool nut.
• Update3: Thêm shaft v1.2. 1) Fit ren tốt hơn. 2) Khoét rỗng để “khuyến khích” nhiều walls hơn, tăng độ bền. 3) Cải thiện hình học trong STEP.

Printing Notes:

Tất cả chi tiết đều được in bằng PLA.

Đa số chi tiết không cần infill cao, nhưng nên tăng walls/top/bottom layers. Mình dùng 5 walls và 6 lớp top/bottom cho hầu hết chi tiết, infill 10% với nozzle .4mm. Riêng các phần handle shaft thì chỉ cần 2 lớp bottom.

Nên canh (dial in) Flow và perimeter widths kỹ, vì có vài chỗ fit khá sát và sẽ ảnh hưởng trải nghiệm khi lắp.

Frame được thiết kế để in theo mặt đáy hoặc mặt lưng. Đa số trường hợp in từ đáy lên là ổn. Lý do bạn có thể muốn in theo mặt lưng là để tăng độ bền: vì đây là thiết kế cantilever, thành xa sẽ bị “bẩy” lên, có thể làm tách lớp (delaminate) nếu lực tác động quá lớn. Tuy nhiên chuyện này có lẽ chỉ đáng cân nhắc nếu bạn treo cuộn 3kg; còn 1kg trở xuống thì thường không thành vấn đề.

Các lỗ cho shaft trên frame sẽ có lợi nếu dùng support hơi “snug” một chút.

Mình đã làm sẵn các nut đường kính 50mm, 53mm, 56mm và 59mm, nhưng thật ra bạn chỉ cần in cái nào vừa với lỗ spool nhỏ nhất của bạn là được. Cùng một nut vẫn dùng được cho spool lỗ lớn hơn, vì wedge nut sẽ ép để spool tự canh tâm.

Crank shaft và crank shaft handle có sẵn khoảng hở (tolerance) khoảng 0.3mm. Nếu lỡ vẫn bị lỏng, cách chữa nhanh là khoan một lỗ xuyên qua crank shaft khi đang cắm crank handle, rồi luồn một đoạn filament qua lỗ đó. Như vậy crank handle sẽ không bị tuột ngược ra.

Assembly notes:

Shaft có 2 phần. Hãy cắm chúng vào handle crank (bên có rãnh/notched) và phần handle (bên phẳng/flat) sao cho một nửa nhô lên trước nửa kia một chút. Cách này tạo khoảng để các phần có thể flex khi gặp đoạn cản. Khi nửa đầu “snap” vào handle rồi, nửa còn lại sẽ snap vào khá mượt (và phải nói là… đã tay lắm).

Crank handle giờ friction fit vào crank shaft. Nó cũng sẽ chắc hơn nhiều so với bản trước (Mk1). Độ khớp dĩ nhiên còn tùy thiết lập slicer của bạn.

Treo một bánh răng (gear) canh thẳng với lỗ phía sau, trượt crank shaft vào đồng thời canh các rãnh key. Trượt crank handle vào shaft như hình phía trên.

Lưu ý: Các phần vặn ren có thể sẽ hơi khít lúc đầu, nên bạn có thể vặn ren bằng tay (hand thread) spool nut/wedge nut và ốc endcap của spool shaft trước để đảm bảo không bị cứng quá. Dùng crank khi “rã” ren (break in) các nut có thể làm nó gãy. Mình chưa gặp, nhưng nghe khá là có thể. Nếu cooling của bạn không… “ổn áp” (nóng quá hay mát quá gì đó), bạn nên giảm tốc khi in các chi tiết có ren, vì bị curling nhiều sẽ ảnh hưởng độ fit.

Lắp gear và spool shaft vào lỗ phía trước, rồi siết bằng screw end cap.

Vặn spool nut theo lựa chọn của bạn.

Khi lắp wedge nut, bạn sẽ cảm nhận có một chút lực cản. Siết wedge nut vào spool bằng crank handle sẽ ít có nguy cơ gãy hơn so với bản Mk1 (mà mình đã từng làm gãy trên Mk1 thật).

Future thoughts:

Có thể mình sẽ làm thêm một revision cho crank shaft và một bộ gắn (attachment) để có thể dùng driver, máy khoan (drill) hoặc motor nào đó quay winder. Tuy nhiên tỉ số truyền 1:1 là quá “gắt” cho kiểu này và sẽ cần giảm tốc đáng kể. Đây cũng là một trong các cân nhắc ngay từ lúc mình bắt đầu thiết kế: có hai bánh răng cho phép mình thiết kế các giải pháp với gear ratio khác nhau.

Mình có thể sẽ phát triển tiếp thiết kế này, nhưng chưa quyết định sẽ làm gì, làm như nào và khi nào. Mình rất hoan nghênh mọi góp ý.