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i0kyoto’s diary

Creator Pro・Fusion360・ルアー・Co2レーザー

Co2レーザーカッターのわからない・困ってる事をまとめる

こんにちは。
はじめてのDIYでCo2レーザーって言う無謀プロジェクトなので色々とわからない・困ってることが山積みです。解決出来るかどうかはわかりませんけど、これからCo2レーザーを自作する/しないの判断になればと思って残しておきます。

基本的にはのんさやさんのこちらを出来るだけコピーしようと思っています(汗)

■分からないこと


・反射レンズの違い
 【優先順位】低
 【疑問点】
 反射レンズにはモリブデン・K9・シリコンの3種類があるようだ。
 価格が一番高いのはシリコン>K9、モリブデンのようになっている。
 当然レーザーを反射させるので、減衰率や直進性なんかが関係するんだろう。が、反射レンズによる使い勝手みたいなのはあるんだろうか?
 【方向性】
 とりあえずはK9かモリブデンを使ってみることにする。それで問題があるようだったら、その時に考える。
但し、レンズ径が異なると簡単に入れ替えは出来ないので、汎用的な径を探す。
反射レンズホルダーを設計する時もレンズ径が異なっても取り付け可能にしておくべき。

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・集光レンズのフォーカス距離

 【優先順位】低
 【疑問点】
 集光レンズは直径20mmのものが汎用的なようだ。フォーカス距離は50.8mm、38.1mm、76.2mmなどがある。これはレンズ位置から実際に切断するものの距離を示している?そして、フォーカス距離が長い時・短い時の長所・短所はなにだろう?

 【方向性】
 中距離である50.8mmのレンズを購入予定。推測けども、フォーカス距離が短いと熱の問題が発生しやすく、長いとCo2レーザー機器の高さが必要となりそう。

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・電源の数
 【優先順位】中
 【疑問点】
 考えられる電源は以下の通り:
 - Co2レーザー電源(110v AC)
 - CNCシールド電源(12-30v DC)
 - Aruduino Uno(5v DC)
 - 水冷ポンプ(12v/24v DC)
     

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 - 排気用ファン(?? DC)
 - コンプレッサー(100v AC)
  このようにかなり電源がばらばらでかつ、同時に動作させる必要がある。手順を間違えたり、電源入れ忘れは故障の元になるので可能な限り統一化したいが・・・

 【方向性】
 まずはテスト動作の完了を目指した上で、怪我や家事にならないことを想定した電源管理を考える。つまりは後回しってことです。全てを1電源でっていうのはコストがあがりそうなのでやらない方向です。コンセントだらけになりそうな予感が。
水冷ポンプは旧PCの電源を使いまわしたいので12vが候補ですが、電流を制御する必要がありそう。
 旧PC電源:12V/16A, 5V/?A
  - CNCシールド・水冷ポンプ
 ACアダプター:5V/2A
  - AruduinoUno
 AC電源直接:
  - コンプレッサー(アシストエア用)
  - 排気用ファン?
 AC電源間接:100v→110v昇圧
  - Co2レーザー電源

■困っていること

・アルミアングルの加工
 【優先順位】高
 【問題点】
 アルミアングルの加工をしたいがボール盤がない。出費したくないよ・・・
 【方向性】
 反射板を取り付けるアングルはアルミアングルMUSTな模様。ベルトテンショナーはABSでなんとかならないか工夫してみる。
 既存のアングル部品を流用できないか調べてみる。レンズ取り付け部分を工夫すれば、うまく行く可能性がありますね。

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ホームセンターで加工って言う手もあったか!近くのホームセンターはボール盤ないので探さないとダメですが・・・
ほんとうに最悪の落としところは反射板を購入するっていう手段もありますが、ほんとうに最後のお話。。。ですが、リンクだけ貼っておこー(笑)

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・Y軸のシャフト
 【優先順位】中
 【問題点】
 Y軸モーターを1つにしようとした場合、Y軸に対してシャフト?みたいなものが必要になる。それに伴ってカップリングが必要になりますが、現状こちらは注文していません。なので、Y軸の組み立てが滞る可能性がありそう。
 【方向性】
 とりあえずはY軸モーターを2つにして仮組み立てを行いたいと思っています。Y軸のシャフト?は40cm程度のものが必要で、内径と外径が決まった時点で適切なカップリングと必要なベアリングをオーダーする方針。時間を切り詰めたい時はモノタロウでの購入するつもり。

・Z軸調整について
 【優先順位】低
 【問題点】
 Z軸の高さ調整に関してメカ的にまったく理解出来ていない状況(笑)基本的にはCo2レーザーで加工する前に任意の高さに調整するのが役目で、その後の加工作業には依存しないはず。RayJetのように加工面とレーザーの間に棒のような目印で調整出来ればいいのか?
 【方向性】
 まずはX/Y軸の動作とレーザーの配線+光軸調整に集中して、そこをクリアーしてから高さ調整に関して再考する方針。

 

とりあえず、気になっていることをつらつらと書き並べてみました。
他にもやっておきたい項目なんかもそこそこあるのですが、細かい話になりそうなので今回は書いていません。まぁ、問題点になりそうって気が付いている時点で、「あ~やっぱりな!」って感じなのでそんなに焦らないはずですが・・・
大体仕事とかでも出てくる火事の元は問題定義してないとこから発生するので(笑)
とにかく人に迷惑をかけないように細心の注意を払って楽しんでいきたいと思います。

 

1.モーターのテストと仮配線

こんにちは。

さて、Co2レーザーカッターの進捗状況です。

 


部品はぼちぼち届きだしているんです。
届いたもの:

ステッピングモーター

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プーリー

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ベルト

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プーリーとベルトは後でも良かったんですけど・・・もう来てしまいました(笑)

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まずはPC経由でArduinoUno+CNCシールド+モータードライバ+ステッピングモーターで動作テストをするのが目論見なんです。一応仕事柄CNCシールドの代わりにブレッドボードで組んでもいいかなっと思ってたんですが、手持ちにコンデンサがなかったのと時間配分を考えて購入しちゃいました(^^;

とりあえずモーターを動かす程度は出来る環境が整った!?っと思いきや・・・

CNCシールドに供給出来る電源がありません。12-24Vで4Aを供給出来るものが必要らしいです。こちらでは36V電圧かけるとドライバーが死ぬよなどと書かれてたので、電圧に関してはしっかりしたものが必要かなっと・・・
一応ネットで市販の電源の価格をチェックすると数千円はします(> <;
また、出費かな〜っと思った時に昔のPCの電源を使えないか思い立って、部屋の奥から取り出し&解体です。
スペックを見ると12V/16Aで行けそう!緑の線と黒の線を繋いでから、12Vの黄色線をテスターで測ると壊れてないみたいでした。

以下のページを参考にしてCNCシールドとモータードライバーを設定しました。

Arduino CNC Shield V3.XX – Assembly Guide | Protoneer.co.nz


上記のページを日本語にして更にTipsまでまとめて頂いてるのがこちら:

cnc-selfbuild.blogspot.jp

 

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モーターが壊れないか心配しながらbCNCを動作させると、ちゃんとモーターが回転してくれてます。正回転・逆回転だけで回してるだけなんですけどね(笑)
ステッピングの調整はX軸の組み立て完了時にテストする予定です。
写真に写ってるデカイヒートシンクはPCからとっぱらったやつです。長時間動作させるとドライバーが熱でいかれるよっと書いてあったので念のために・・・

テストした環境を以下に備忘録として書いておきます:
【ハード】
 ArduinoUno+CNCシールドv3.0+A4988モータードライバー+Nema17(3つ)
【ソフト】
 GRBL(v1.1)+bCNC

上記の環境で確認したアウトプットは:
・ハード(コントローラー)の配線、Arduino-CNCシールド(ドライバー)-Nema17間の配線を確認。
・ソフト(GRBL、bCNC)のインストールと動作確認。

先人のおかげでこれと言ってハマったとこはなかったです。A4988の抵抗設定が微妙だったくらいです。bCNCは今日初めて触ったんですが、比較的理解しやすいと感じました。

CNCシールドの電源電圧はギリギリの12Vなので、モーターのトルクとスピードが出るかちょっとだけ心配です。まぁ、電源に関してはCo2レーザーの電源もあるのでそちらが来てから決めたいと思ってます。

ルアーの塗装に関して

こんばんは。

3Dプリントしたルアーの塗装に関してちょこちょこ聞かれるので、自分の手順を簡単にまとめてみます。

■塗装手順概略
 1. ヤスリかけ
  40番→100番→400番の順に表面が滑らかになるまでかけます。
 2. 下地処理
  セルロースでディッピングします。
 3. 塗装
  エアブラシで塗装します。
 4. 仕上げ塗装
  最終仕上げ+色流れの防止処理をします。
 5. コーティング
  最終仕上げのコーティング処理を行います。

1.ヤスリかけ
 3Dプリントで出力されたボディは積層後とサポート材が残るのでやすりかけをします。場合によっては造形パテで埋める必要もあります

【用意するもの】
 ダイソーの色付きヤスリはやすりの色がボディに落ちてしまうのでおすすめ出来ません。数が少ない場合は100均のヤスリで十分ですが、布やすりが個人的に作業しやすいです。造形パテは100均の防水のやつを使ってますが、時間がない人はタミヤの光パテを使用すると時間の短縮が可能です。

 【作業】
 ウェイトルームにオモリを入れて、パテで埋めておきます。
 最初は40番の荒いやすりでバリを取った上で100番→400番で表面を滑らかにします。個人的にはかなり適当にやっていますが・・・


2.下地処理
 セルロースセメントで下地処理をします。これはウェイトルームや厚みが不十分な部分の補強の意味と塗装で色を乗せやすくする意味合いの2つがあります。

【用意するもの】
 セルロースセメントはハンドメイドルアー用でナガシマとアクセルの二つが有名です。ネットでも購入出来ます。私は藤倉のセルロースを使ってます(若干安い)
 作業の際、かなりシンナーの匂いがしますのでベランダなどの場所の確保も大事です。

 【作業】
 ボディのヒートン穴は埋まっている場合があるのでルーターで再度穴あけをします。下地処理用のヒートンをヘッドとテールの2ヶ所に打ちます。
 セルロースセメントにヘッドからディッピングをして、5時間程度乾燥させます。その後、600番→800番ヤスリで凸凹をなくします。
 表面がきれいになったら、テールからディッピングして1日乾燥させます。その後再度やすりかけします。

3.塗装
 一番大事な塗装作業の前に買い物に行きましょう。それなりにきれいな塗装をしたい方はエアブラシを購入しておくと良いです。ダブルアクションの0.3mmのもので十分だと思います。1色だけだとスプレーも可能ですが、匂いと仕上がりの問題は残ります。
 一番悩ましいのが塗料です。匂いが気になるかたはアクリジョン、自分はMr.カラーを使っています。最終コーティングでセルロースを使いたい場合はアクリジョンがトラブルが少なめだと聞いています。
 今回は赤をベースにした場合を想定しています。(バックは黒っぽい赤、ボディは赤、ベリーは白)

 【準備するもの】
 塗料:(アクリジョンOr Mr.カラー)
 薄め液:アクリジョンとMr.カラーの薄め液は種類が違うので注意!
 色の種類:黒・赤・クリアーレッド・黄色・クリアー
 びん:50ml×4(100均で揃います)
 スポイト:小さいもの(100均で揃います)

【作業】
 塗料と薄め液を希釈してびんに移します。塗料:薄め液=2:1もしくは3:2の割合です。エアブラシのカップで希釈すると色の濃淡が出てしまうのと毎回違う色になってしまうためです。筆塗りの場合は希釈の必要はないと思います。
 塗装する順番は基本は薄い色から濃い色の順番で塗っていきます。ボディが透けるくらい薄く塗っておいて、何度も同じ色を重ねていくのがコツだと思います。
 今回の場合はベリーの黄色を塗装して、上記の希釈だと3~5回塗装します。
エアブラシを掃除してから、クリアーレッドをボディに3~5回吹きます。5回吹くのはボディの上側で徐々に色が濃くなるようにです。
 赤に黒を若干混ぜたものをボディ上側から背中全体に3~5回吹きます。最後にスポイトで黒を追加してかなり暗めの赤を作って、背中のトップ部分に吹きます。

4.仕上げ塗装
 塗装が終了しても、この仕上げ塗装が十分でないと最後に色流れと言う悲報が訪れます。これを防ぐために色留めと言う処理をしてやる必要があります。最後のコーティングで使われるのはセルロース・ウレタン・エポキシの3種がありますがメジャーなのはウレタンです。ここではセルロース・ウレタンを使う場合です。
この工程を考慮するとどうしてもエアブラシが必須になってしまうと思うのです。2,3個ならウレタンスプレーとかセルローススプレーでも可能かも?

 【用意するもの】
 コーティング材:セルロース・ウレタン(どれかひとつ)
 塗料:クリアー・薄め液(2:1で希釈)
 
 【作業】
 コーティング材:塗料=1:1で希釈します。このあたりの希釈率はなかなか難しくて、大体の目安になります。コーティング材の割合を多くすれば、エアブラシが目詰まりしますし、塗料の割合が多すぎると色留めになりません。
 ウレタンを使う場合は2回吹く程度で十分だったと思います。セルロースの場合は10回程度は吹かないと悲しい結末が待ってます(笑)
 色留めが終わったら、1日~2日十分乾燥させていください。

5.コーティング
 さぁ、最後の仕上げです。最後のコーティング材とルアーを用意しましょう。
 どぶ漬けをウレタンの場合は2回、セルロースは3~4回行います。

 【作業】
 どぼんとコーティング材にルアーを入れて、ゆっくり引き上げます。(これ大事)
 そして、ほこりやゴミが舞わないところに乾燥させます。コーティング材が下に垂れますので、下には新聞紙かダンボールが必須です。1日しっかり乾燥させましょう。
 その後、軽くサンドしてから、どぶ漬けを繰り返します。
 基本的に1~4までがしっかり出来てるとあまり失敗しません。もう一度いいます。4が大切デス!

走り書き状態なので、分からないことがありましたらコメントお願いします

Co2レーザーカッターのコントローラ調査(LinuxボードとLinuxCNC)

こんばんは。

ルアー製作の合間にCo2レーザーの情報入手も行っています。

今日はCo2レーザーで使うコントローラの調査をしました。
Co2レーザーはX・Y・Z軸のモータが必要みたいで、このモーターどもに指令してくれる「何か」がいります。これをここではレーザーコントローラーと言っておきます。

このレーザーコントローラーはハード・ソフトで構成されます。問題となるのは基本コントローラーソフトの方で、以下にまとめてみます。

1.パソコン(パラレルポート付)+Mach3/4(LinuxCNC)
 利点:比較的情報が多くて日本語で情報を探すにははまりが少なそう
 欠点:パラレルポート付きのPCを探すのが大変でパソコンの場所もとる
    コントローラソフトのMach3/4は有料で結構高い($175, $200)
 リンク:

2.Arduino+GRBL
 利点:相対的に安価で構築出来そう。Aruduinoは手持ちにあります。すぐに取り掛かれそう。
 欠点:コントローラーソフトのGRBLの機能が十分でない模様。v1.1について要追加調査。
 リンク:Home · gnea/grbl Wiki · GitHub


3.Linuxボード(UbuntuDebian)+LinuxCNC
 利点:パラレル接続するPCを見つけなくて良い。
 欠点:コントローラソフトのLinuxCNCの情報が微妙。v2.7について要追加調査。
 リンク:LinuxCNC


前置きはこれくらいにして、今日の本題に入ります。

3.のLinuxボード+LinuxCNCについて手持ちボードが使えるか検証してみました。

 ・LinuxボードがPCのパラレルポートの役割をしてくれる。
 ・一応ページにはDebianの文字もあるが、Ubuntuがおすすな感じ
 ・LinuxCNCをLinuxボードにインストールして、PCからリモート接続する
 ・インストール条件がちょっと気になる
   HDD:8G
   Memory:512M
   解像度:1024x768
 ・手持ちのボードは以下の通り:
   Orange pi zero:HDD ○ :Memory × :解像度 ?
   BeagleBorad:HDD ○ :Memory × :解像度 ?
   Rasberry pi 2:HDD ○ :Memory ○ :解像度 ○
 
 手持ちボードで確定なのはラズパイです。Orange piかBeagleBoardで何とかしかたったですが、テストに取り掛かる時間と使いまわしを優先するのでラズパイですかね。
 ちなみに以前ラズパイにUbuntu入れたことがあるので大丈夫なはず。リモートディスクトップもやったので大丈夫なはず・・・

 ここまで来て、こんな記事を見つけてしまった~
 簡単に言うとBeagleBoneBlackがおすすめだと・・・ラズパイだと色々と問題があるとのことだ。もう少し掘り下げるとProgrammable Real-time Unit(PRU)機能がないと困難みたいですね。どうしてもラズパイでやりたい人は同等の機能を実装(つまりはカーネルハック)すればいいよって軽く書いてくれてます(笑)

 蛇足ですが、2017年のおすすめボードがこちらにまとめられています。

 3.の結論としては組込みLinuxボードを使う場合はBeagleBoneBlackを購入するのが一番早そうだってことです。

 秋月で¥6500。仕事の延長でも使いそうなので、コンデンサとか細かい部品を購入するときに一緒に買う予定です。あ~、また出費がかさむよ。


 追記として、BeagleBoneBlackでの作業をいま分かる範囲でまとめておきます。
 ダウンロードは事前にしておくとして、インストールだけで半日~1日作業かな?
 ・Ubuntuのダウンロード
 ・UbuntuイメージをSDに書き込み
 ・BeagleBoneBlackにSDを挿し起動確認
 ・PCとBeagleBoneBlackをリモートディスク接続
 ・LinuxCNCのコンパイル&インストール

 ■まとめ
 そういう訳で暫定ですが、すぐにステッピングモーターのテスト出来そうなのはArduino+GRBLみたいです。実際にCo2レーザーに適用出来るかはわかりませんが、ステッピングモーターのテストをするには十分みたいなので、まずはこちらで作業を進めたいと思います。

タナゴのつもりだった・・・

こんばんは。

週末はCo2レーザー部品を注文してから、ルアーの制作でした。
マグロ!を作りかたったのですが・・w

色々と考えてタナゴを作ったつもりでした。
1310さんに送るルアー候補になります。

可愛いタナゴ・・タナゴ・・・タナ・・

色を塗るとなぜかブルーギルにっ!

珍しいスローシンキングバイブレーションです。
ここで・・・
「買ってよかった3Dプリンター!」

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ついでに赤系統もエアブラシで塗って見た。
エラのとこが欠けてますが・・・w

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ちなみにこれも大きめで85mmあります。動きはそこそこですが
釣れるのだろうか・・・

そのあとはリップ角度を変えたクランクのテスト。
一箇所で粘りまくってなんとかひねり出せました。
「やっぱり買って正解だった3Dプリンター」
(何度でも言わせていただきます)

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ぼちぼちCo2レーザーの部品もプリント開始します。

Co2レーザーカッターの事前調査

こんにちは。

さて、昨日記事に書いたCo2レーザーの続きです。

■やりたいこと
自前ルアーで使うリップの成形を行いたいんです。
素材はアクリルとポリカーボネート。(2mm~3mm)
願わくばアルミのカット(1mm)
他にも作りたいものはありますが・・・

■CNCミリングとレーザー
アルミ加工を優先したい場合はCNCミリングを購入後に、レーザーモジュールを取り替えてアクリル・ポリカのカットに挑戦する方法があるみたい。
こちらの方がCNCミリングマシンの構造で自作されています。

cnc-selfbuild.blogspot.jp

レーザーを自作されている方は

mirata.blogspot.jp


nonsaya.blogspot.jp

後は英語ですが・・・

Build List | OpenBuilds

英語のサイトは他にも参考にしています。

■現状の方針
レーザーもCNCも当然マイコン制御になる訳ですが、ステッピングモーターの制御と機械の剛性・トルクに関しては未経験。なので、レーザーからスタートしようかなっと思っています。レーザーは主にX/Y軸の制御なので、CNCよりはシンプルかな?って言うのが理由です。他にはCNCの場合は切削なので騒音など色々と困ることがありそうです。

■仮の計画
一気に部品を揃えたいとこですが・・・フェーズに分解して作業をするつもりです。
1.X/Yステージの設計・組み立てを行う
 X/Yフレームとブッシュなどを調達して、反射台なんかは3Dプリンターで出力予定。
 上記のんさやさんプロジェクトのコピー?になるかも。

2.ステッピングモーターとモータドライバテスト
 ほとんどの人はMach3/4の実績が高いですね。しかし・・パラレルポートしかもUSB-パラレル変換は信号のタイミングでまともに動作しないらしい。

 となると、GRBL(Arduino)かLinuxCNCとかになるのかな?そうすると今度はコントロールするマイコンLinuxベースのボードになりますね。悩ましい問題です。

3.Zステージの設計・組み立てを行う
 動作テストと平面出し。ここは嵌る自信あります!
 経験ないのでまったくの白紙状態w


4.Co2レーザーの動作確認・組込み
 Co2レーザーの電源配線が主な作業になりそうです。電源周りは少々高くなっても良いのでデータシートがあるものを選びたいところ。光軸調整とか怖い作業が多そうです。
 高価な部品だけに購入タイミングも大事かもしれません。


5.配線作業+細かな修正作業
 配線をきれいにしたり、細かい部品の修正・追加。
このフェーズまで来るとかなり知識も増えてるはず・・はずです

と、ここまで書いてみて・・・価格と時間を考えると組み立てキットがリーズナブルなんですよね。元々の工具や備品が揃っている状況なら確実に安いんですが。
目標としては2のステッピングモータ制御までをお盆休みくらいを目処に作業を進めたいと思います。

積極的にFusion360とCreatorProは使っていきたいですね。。

「買ってよかった3Dプリンター!」と言いたい(笑)

レーザーカッター部品を見積ってみる

こんにちは。しばらく更新が滞っていましたが・・・
Fusionを使ったCAD設計もちょこちょこっと修正してはプリント出力って言う作業になっています。

友人にぼちぼちとルアーを配布しているのですが、どうも赤が人気のようです。
そういうわけで赤いおいかわと赤いあまごを塗装してみました。

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前置きが長くなりましたが、ここからが本題・・・
せっかくFusionをちょびっと使えるようになったのにルアーだけではもったいない。
くぼっちょさんも書いておられたんですが、レーザーカットが高すぎる!
で、レーザーカッターについてちょっと調べてみたんですよ。

以下のように、いつの間にかお手ごろ価格になっています。

shop.smartdiys.com

が、厚めのアクリルは無理っぽい。マテリアル京都にあるのはCo2レーザーっていう出力が高いものです。
smartDIYさんでも取り扱ってますが20万オーバー!

shop.smartdiys.com

これだとアクリルは切れるようです。
まぁ、レーザーカッターは何かと使い勝手が良さそうなのと自作しておられる方もいますので主要部品だけでも見積もってみようかと・・・

・Co2レーザーチューブ

 

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送料込み:$107


・Co2レーザー

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送料込み:$72

ステッピングモーター

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送料込み:$40.7


・冷却用モーター

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送料込み:$14.3

・レンズ

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送料込み:$21.0

あとはステッピングモーター用のドライバ
筐体関係を抜くとこんな感じでしょうか?

ざっくり計算ではここまで$250くらい。
シャフト・プーリー・ブッシュなども合わせても全部で5万くらいの予算でしょうか?
レーザーカットに20回いく分くらいの予算になります(笑)
ただ、トランスが高いんですよね・・・V110の昇圧トランスが1万くらいです。

自分的には3Dプリンター・レーザーカッター・CNCフライスが3種の神器ですね。
レーザーカッターの細かい部品は3Dプリンターで製作出来るみたいなので
Fusion360の勉強も兼ねてやってみようかな・・・と思案中なのです。

レーザー部品は後にするとしても、ステッピングモーターとシャフトくらいは注文してマイコン制御させても面白いかもですね。。。