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3Dプリンタのオートレベリング用センサーとしてよく用いられているものにBLTouchがある。そして、そのコピー品である3D Touchというものもある。
コピー品の価格はオリジナル品の4割程度となっており、リーズナブルである。
それを理由に私は3D Touchを使ってきたが、オリジナル品は一体どれほどのものなのかと思い、BLTouchも買ってみた。
手元にオリジナルのBLTouchとそのコピー品の3D Touchがあるので、これらの精度を比較してみることにした。
目次
- 1 BLTouch（オリジナル品）
- 2 3D Touch（コピー品）
- 3 BLTouchと3D Touchの違い
- 4 繰り返し精度の比較
- 5 まとめ
BLTouch（オリジナル品）
価格は40ドル程度である。
AliExpress.comのBIG TREE TECHストアから購入した。現時点（2019年9月16日現在）で最新のものである。
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パッケージは顔を模したものとなっていて、面白い感じになっている。
バージョンは、「SMART V3.1」となっていた。
3D Touch（コピー品）
価格は15ドル程度である。
AliExpress.comのTrianglelabストアから購入した現時点（2019年9月16日現在）で最新のものである。
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オリジナル品には付属しない延長ケーブルが付いており、使いやすいよう配慮されている。
バージョンは、「SMART V1.2」となっていた。
BLTouchと3D Touchの違い
パッケージの違い
大きく異なっている点は、延長ケーブルの有無である。
- BLTouch：延長ケーブル無し
- 3D Touch：延長ケーブル付属
本体の違い
サイズはほとんど同じであるが、プローブピンの長さが異なっている。
バージョンの違い
オリジナルのバージョンが「Smart V3.1」であったのに対して、コピー品のバージョンは「Smart V1.2」であった。
2019年に入手したコピー品のバージョンが「Smart V1.2」であったので、オリジナル品のバージョンの履歴を見ると、現行のオリジナル品より1年半～2年ほど古い設計のものであるようである。
繰り返し精度の比較
3Dプリンターにおいて必要となる精度
3Dプリンターにおいて仮に積層ピッチを0.1mm（=100㎛）で行うとした場合、必要とされる精度はその十分の一である0.01mm（=10㎛）の単位で誤差が収まっていることである。
そして、Ender-3のような格安の3Dプリンターにおいて出力可能な積層ピッチの限度はせいぜい0.1mmである。
この繰り返し精度は、Zプロービングを繰り返し行い、Zの値のばらつき具合（範囲や標準偏差）を見ることで確認できる。
M48（Probe Accuracy Test）コマンド
Marlinファームウェア上でM48（Probe Accuracy Test）コマンドを有効にした状態でテストを実行すると、G-codeで設定した回数だけZプロービングが行われ、それぞれのZの値とともに最終的には画像のような「Mean（平均）」、 「Min（最小値）」、 「Max（最大値）」、 「Rnage（範囲）」、 「Standard Deviation（標準偏差）」の値が出力される。
ここでは繰り返しの回数を10回に設定し、これを1セットとして、条件を変えながらBLTouchと3D Touchで10セットずつ測定を行った。
比較時のセッティング
比較したのは、
の2つで、比較時のセッティングは以下の通りである。
- Ender-3
- ファームウェア
- Marlin bugfix-2.0.x（2019.09.06版）
- HOMING_FEEDRATE_Z：4*60
- BLTOUCH_DELAY：500
- G-code
- 「M48 P10 X100 Y100 V2」を条件ごとに10回ずつ実施
- M48実施前に毎回G28（オートホーム）を実施
また、以下の4つの条件について比較を行った。
- 条件1
- ヒートベッド：オフ
- マルチプロービング：なし
- 条件2
- ヒートベッド：60℃
- マルチプロービング：なし
- 条件3
- ヒートベッド：オフ
- マルチプロービング：2回
- 条件4
- ヒートベッド：60℃
- マルチプロービング：2回
結果
結果として、BLTouchのほうが3D Touchと比べて条件に左右されず、繰り返し精度が安定して高いことが分かった。
ただし、繰り返し精度に関しては、コピー品でも十分に実用的な精度が得られることも分かった。
なお、上で述べたように、あくまでも繰り返し精度を見るものなので、ここで見るべき値は個々のデータのばらつき具合の指標である「範囲」もしくは「標準偏差」ということになる。
条件1（ヒートベッド：オフ、マルチプロービング：なし）の結果
条件1で各値の平均値（※単位ｍｍ、以下全て同様）を比較すると、BLTouchとのほうが3D Touchよりも値のばらつきが少なく、繰り返し精度が高かった。
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| BLTouchの平均値 | -0.0703503 | -0.0733 | -0.0670 | 0.0065 | 0.0019574 |
| 3D Touchの平均値 | -0.0554623 | -0.0606 | -0.0502 | 0.0106 | 0.0032591 |
ただし、データ全体の約95%が含まれる±2SDの範囲を見てみると、
- BLTouch ： ±0.0039148mm
- 3D Touch：± 0.0065182mm
となっており、BLTouchだけでなく3D Touchにおいても0.1mm単位の精度が十分に確保されていることが分かる
BLTouch (SMART V3.1)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.068250 | -0.071 | -0.063 | 0.008 | 0.002513 |
| 2回目 | -0.069188 | -0.073 | -0.067 | 0.006 | 0.001834 |
| 3回目 | -0.071500 | -0.074 | -0.069 | 0.005 | 0.001794 |
| 4回目 | -0.071313 | -0.076 | -0.067 | 0.009 | 0.002346 |
| 5回目 | -0.069563 | -0.073 | -0.067 | 0.006 | 0.001958 |
| 6回目 | -0.072000 | -0.075 | -0.069 | 0.006 | 0.001696 |
| 7回目 | -0.069125 | -0.071 | -0.068 | 0.004 | 0.00109 |
| 8回目 | -0.070813 | -0.073 | -0.068 | 0.006 | 0.001607 |
| 9回目 | -0.072688 | -0.075 | -0.069 | 0.006 | 0.001855 |
| 10回目 | -0.069063 | -0.072 | -0.063 | 0.009 | 0.002881 |
| 平均 | -0.0703503 | -0.0733 | -0.0670 | 0.0065 | 0.0019574 |
- ローデータ
3D Touch (SMART V1.2)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.056250 | -0.061 | -0.051 | 0.010 | 0.003873 |
| 2回目 | -0.052687 | -0.058 | -0.046 | 0.012 | 0.003447 |
| 3回目 | -0.051750 | -0.056 | -0.044 | 0.011 | 0.003184 |
| 4回目 | -0.050250 | -0.055 | -0.044 | 0.011 | 0.003140 |
| 5回目 | -0.055187 | -0.061 | -0.051 | 0.011 | 0.002892 |
| 6回目 | -0.057312 | -0.064 | -0.049 | 0.015 | 0.004212 |
| 7回目 | -0.056062 | -0.064 | -0.053 | 0.012 | 0.003424 |
| 8回目 | -0.055375 | -0.058 | -0.054 | 0.004 | 0.001317 |
| 9回目 | -0.057250 | -0.062 | -0.053 | 0.010 | 0.003321 |
| 10回目 | -0.062500 | -0.067 | -0.057 | 0.010 | 0.003781 |
| 平均 | -0.0554623 | -0.0606 | -0.0502 | 0.0106 | 0.0032591 |
- ローデータ
条件2（ヒートベッド：60℃、マルチプロービング：なし） の結果
ヒートベッドを60℃にした条件2では、ヒートベッドがオフの条件1の時と比べて精度の低下がみられ、BLTOUCHと3D Touchの間で値に差はほとんど見られなかった。
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| BLTouchの平均値 | -0.0589751 | -0.0677 | -0.0510 | 0.0165 | 0.0049840 |
| 3D Touchの平均値 | -0.0628311 | -0.0720 | -0.0556 | 0.0165 | 0.0052515 |
また繰り返しの精度について±2SDの範囲は、
- BLTouch ： ±0.0099680mm
- 3D Touch：±0.0105030mm
に収まっている。
BLTouch (SMART V3.1)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.046625 | -0.055 | -0.037 | 0.018 | 0.005804 |
| 2回目 | -0.054938 | -0.064 | -0.047 | 0.017 | 0.005096 |
| 3回目 | -0.064000 | -0.072 | -0.059 | 0.013 | 0.003710 |
| 4回目 | -0.060375 | -0.066 | -0.053 | 0.013 | 0.004033 |
| 5回目 | -0.063625 | -0.076 | -0.057 | 0.019 | 0.005137 |
| 6回目 | -0.057625 | -0.063 | -0.051 | 0.012 | 0.004096 |
| 7回目 | -0.056937 | -0.066 | -0.047 | 0.018 | 0.005516 |
| 8回目 | -0.060563 | -0.071 | -0.048 | 0.023 | 0.006240 |
| 9回目 | -0.058938 | -0.066 | -0.050 | 0.016 | 0.005541 |
| 10回目 | -0.066125 | -0.078 | -0.061 | 0.016 | 0.004667 |
| 平均 | -0.0589751 | -0.0677 | -0.0510 | 0.0165 | 0.0049840 |
- ローデータ
3D Touch (SMART V1.2)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.053125 | -0.061 | -0.043 | 0.017 | 0.005590 |
| 2回目 | -0.064750 | -0.072 | -0.059 | 0.014 | 0.003994 |
| 3回目 | -0.066000 | -0.077 | -0.059 | 0.018 | 0.006639 |
| 4回目 | -0.069312 | -0.077 | -0.061 | 0.016 | 0.004141 |
| 5回目 | -0.057062 | -0.069 | -0.051 | 0.019 | 0.006609 |
| 6回目 | -0.062250 | -0.076 | -0.054 | 0.022 | 0.006320 |
| 7回目 | -0.072062 | -0.076 | -0.067 | 0.009 | 0.003011 |
| 8回目 | -0.065750 | -0.073 | -0.059 | 0.014 | 0.004453 |
| 9回目 | -0.051375 | -0.062 | -0.043 | 0.019 | 0.005801 |
| 10回目 | -0.066625 | -0.077 | -0.060 | 0.017 | 0.005957 |
| 平均 | -0.0628311 | -0.0720 | -0.0556 | 0.0165 | 0.0052515 |
条件3（ヒートベッド：オフ、マルチプロービング：2回） の結果
プロービングを2回繰り返すマルチプロービングを有効にした条件3では、プロービングが1回だけの条件1よりもBLTOUCH、3DTouchともに繰り返し精度の向上が認められた。
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| BLTouchの平均値 | -0.0543113 | -0.0569 | -0.0517 | 0.0054 | 0.0015854 |
| 3D Touchの平均値 | -0.0649396 | -0.0695 | -0.0602 | 0.0095 | 0.0028024 |
また、繰り返しの精度について±2SDの範囲は、
- BLTouch ： ±0.0031708mm
- 3D Touch：±0.0056048mm
に収まっている。
BLTouch (SMART V3.1)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.050300 | -0.054 | -0.047 | 0.007 | 0.001967 |
| 2回目 | -0.050738 | -0.053 | -0.046 | 0.007 | 0.002085 |
| 3回目 | -0.050925 | -0.055 | -0.048 | 0.007 | 0.002083 |
| 4回目 | -0.054613 | -0.057 | -0.053 | 0.005 | 0.001387 |
| 5回目 | -0.056100 | -0.057 | -0.054 | 0.003 | 0.001145 |
| 6回目 | -0.054725 | -0.057 | -0.053 | 0.004 | 0.001230 |
| 7回目 | -0.057425 | -0.060 | -0.053 | 0.008 | 0.002077 |
| 8回目 | -0.056687 | -0.060 | -0.055 | 0.006 | 0.001582 |
| 9回目 | -0.055513 | -0.058 | -0.054 | 0.004 | 0.001248 |
| 10回目 | -0.056087 | -0.058 | -0.054 | 0.003 | 0.001050 |
| 平均 | -0.0543113 | -0.0569 | -0.0517 | 0.0054 | 0.0015854 |
- ローデータ
3D Touch (SMART V1.2)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.070412 | -0.076 | -0.063 | 0.013 | 0.003779 |
| 2回目 | -0.075087 | -0.083 | -0.068 | 0.015 | 0.004179 |
| 3回目 | -0.070112 | -0.075 | -0.065 | 0.010 | 0.002858 |
| 4回目 | -0.063812 | -0.070 | -0.058 | 0.012 | 0.003708 |
| 5回目 | -0.063050 | -0.070 | -0.060 | 0.011 | 0.002870 |
| 6回目 | -0.057825 | -0.061 | -0.055 | 0.006 | 0.001775 |
| 7回目 | -0.062462 | -0.065 | -0.059 | 0.006 | 0.001902 |
| 8回目 | -0.067987 | -0.070 | -0.065 | 0.006 | 0.001949 |
| 9回目 | -0.057012 | -0.060 | -0.052 | 0.008 | 0.002643 |
| 10回目 | -0.061637 | -0.065 | -0.057 | 0.008 | 0.002361 |
| 平均 | -0.0649396 | -0.0695 | -0.0602 | 0.0095 | 0.0028024 |
- ローデータ
条件4（ヒートベッド：60℃、マルチプロービング：2回） の結果
条件4では、ヒートベッドが同じ60℃である条件2よりも繰り返し精度に向上が見られるが、ヒートベッドがオフの条件3と比べると精度の低下がみられる。
また、3D Touchと比べてBLTouchのほうが繰り返し精度が高いことが見て取れる。
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| BLTouchの平均値 | -0.0539825 | -0.0585 | -0.0496 | 0.0090 | 0.0028209 |
| 3D Touchの平均値 | -0.0610534 | -0.0678 | -0.0553 | 0.0126 | 0.0036886 |
繰り返しの精度について±2SDの範囲は、
- BLTouch ： ±0.0056148mm
- 3D Touch：±0.0073772mm
に収まっている。
BLTouch (SMART V3.1)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.033325 | -0.042 | -0.028 | 0.015 | 0.004354 |
| 2回目 | -0.055175 | -0.058 | -0.052 | 0.006 | 0.001979 |
| 3回目 | -0.055500 | -0.061 | -0.051 | 0.010 | 0.003883 |
| 4回目 | -0.058875 | -0.065 | -0.053 | 0.012 | 0.002825 |
| 5回目 | -0.050125 | -0.055 | -0.046 | 0.008 | 0.003004 |
| 6回目 | -0.058363 | -0.063 | -0.054 | 0.009 | 0.002742 |
| 7回目 | -0.060313 | -0.065 | -0.055 | 0.010 | 0.003006 |
| 8回目 | -0.059312 | -0.062 | -0.055 | 0.007 | 0.002090 |
| 9回目 | -0.057337 | -0.060 | -0.053 | 0.007 | 0.002483 |
| 10回目 | -0.051500 | -0.054 | -0.049 | 0.006 | 0.001843 |
| 平均 | -0.0539825 | -0.0585 | -0.0496 | 0.0090 | 0.0028209 |
- ローデータ
3D Touch (SMART V1.2)の結果詳細
- 平均値のまとめ
| Mean | Min | Max | Range | SD | |
| 1回目 | -0.053837 | -0.060 | -0.048 | 0.013 | 0.004106 |
| 2回目 | -0.060212 | -0.069 | -0.054 | 0.014 | 0.004389 |
| 3回目 | -0.053887 | -0.061 | -0.047 | 0.014 | 0.003603 |
| 4回目 | -0.076512 | -0.084 | -0.073 | 0.011 | 0.003055 |
| 5回目 | -0.065025 | -0.073 | -0.059 | 0.014 | 0.003785 |
| 6回目 | -0.056425 | -0.060 | -0.052 | 0.008 | 0.002525 |
| 7回目 | -0.071950 | -0.078 | -0.064 | 0.014 | 0.004193 |
| 8回目 | -0.055612 | -0.064 | -0.051 | 0.013 | 0.003887 |
| 9回目 | -0.057987 | -0.063 | -0.051 | 0.012 | 0.003695 |
| 10回目 | -0.059087 | -0.066 | -0.054 | 0.013 | 0.003648 |
| 平均 | -0.0610534 | -0.0678 | -0.0553 | 0.0126 | 0.0036886 |
- ローデータ
結果のまとめ
BLTouchとそのコピー品である3D Touchの繰り返し精度について色々と比較してみた結果、BLTouchのほうが安定して繰り返し精度の高いことが分かった。
しかしながら、コピー品（3D Touch）でも、 実用上は何ら問題のない精度が得られることも確かである。
オリジナル品とコピー品の価格差が2倍以上であることを考えると、3D Touchのようなコピー品のほうがコストパフォーマンスに優れていると言える。
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まとめ
- オリジナルのBLTouchとコピー品（3D Touch）の繰り返し精度などを比較した。
- 繰り返し精度はオリジナルBLTouchのほうがコピー品よりも安定して高かった。
- コピー品の3D Touchでも十分実用的な精度があり、オリジナルのBLTouchよりもコストパフォーマンスが高いと言える。
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