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Fusion 360で3Dプリンター出力用のデータを作るコツだよー!!(その二)

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ポップガード作ったよ!!続きだよーン!!

前回は3Dプリンターで出力する為のデータを作るコツをを書こうと思っていたのですが・・・。

Fusion 360でネジを作るコツになっちゃったね!!

今回作ったポップガードのデータ作りのコツは6つ。

御家庭用の3Dプリンターで出力する為には、自分の出力環境。

使用する3Dプリンターの性能(主に精度)を知る必要があります。

また使用するフィラメントもメーカーによって特徴や性能も違います。

激安中華フィラメントならば、おなじ会社のフィラメントでもロットによって差があります。

この差は収縮率に反映され、温度調節や出力速度調整などで調整します。

しかし、性能が大きく変わることはありません。

なのて、自分の出力環境に合わせたデータ作りが必要になってきます。

今回は後半の三項目を書いちゃうぞ!!

ポップガードのデータ作り6つの秘密!!

  1. 全てを3Dプリントする必要はない。
  2. Fusion 360はネジも得意。
  3. ネジには滑り止めを付けよう。
  4. パイプホルダーは小さめに作るべし。
  5. 出力方向による強度を考えよう。
  6. フィレットで強度を補強しよう。

パイプホルダーは小さめに作るべし。

パイプを挟んで固定するパーツを作ります。

ノギスは三回計って平均の値を取るというお約束があります。

金属の三脚のパイプの太さは直径15mmです。

そして、このパイプを挟むように固定するパートを作ります。

このパーツですですね。

今回のポイントはこの円筒部のサイズを何mmにするかという考えです。

鉄パイプの直径は15mmなので、この直径を15mmにしてしまえば良いんじゃね?

と、考えてしまいそうですが、それでは少々具合が悪いのです。

理由は以下の2つ

  1. 御家庭用の3Dプリンターの出力には0.3mmの誤差があるためにぐらつきが出る場合がある。
  2. 誤差がなく精密に出力されたとしても、摩擦が弱く固定できない。

解決策は二つです。

一つ目の解決策は、ABS樹脂は少々弾力があるのでその弾力に期待して直径を1mmほど小さくする方法。

パイプを抑え込む部品は上下二つのパーツに分かれているので、直径を1mm小さくすると、各パーツに0.5mmのマイナスのオフセットが生じることになります。

-0.5mmのオフセットは、御家庭用の3Dプリンターで生じる0.3mmの誤差を吸収してくれるでしよう。

二つめの解決策は、ネジで締め上げることを前提とした設計です。

Fusion 360でのネジの作り方はこっちを見てね!!

円の直径は15mmにします。

下の図では赤い線で書かれている直径です。

そして緑の線の長さが13mmに設定します。

下の図のような設計になります。

水色の部分が鉄パイプになります。

ポルトを締め上げると曲線面でパイプに摩擦を生みます。

摩擦の制御。はボルトの締め具合で調節します。

これでアーム部分が少々長くても、ガッチリ固定できるはずです。

CADソフト+3Dプリンターの組み合わせは、自由に設計した形状を、自由に出力できるということです。

高度に進化した工業製品に囲まれている私たちの生活のパーツ一つ一つにも様々なノウハウの蓄積が生きています。

その一つ一つを体系立てて学ぶ機関はありません。

ノウハウの多くは、企業で囲われているからです。

そかし、間の周りの工業製品のパーッ一つ一つをよく観察することにより、理由が理解できるはずです。

(*´▽`*)

出力方向による強度を考えよう

3Dプリンターは0.2mm程のレイヤーごとに溶かした樹脂を積層して形を作ります。

この出力方向は中々強敵なのです。

3Dプリンターで出力する際に、必要なのだけれど邪魔な存在がサポート材です。

数年前は剥がすのに面倒なサポート材もスライサーソフトの進化でとても楽に剥がせるようになりました。

(*´▽`*)

特に、AfiniaシリーズやSimplify3Dひとても優秀です。

さて、サポート材を剥がす面倒から少し解放された所で出力方向によって強度が変わるというお話です。

上の図は3Dプリンターで出力されたボルドです。

赤い線は出力されたレイヤーです。

赤い線の間隔は0.3mm~0.1mmほどでしょう。

強度面を考えると、左側の方向に出力することをお勧めします。

しかし、サポート材の環形上、精度を出さないとネジの溝が上手く出力されない場合があります。

左の図の方向で出力すると、サポート材も少なく、ネジの山は上手く出力できます。

しかし、固定用のネジとして使用する段階で強度的にとても弱く、ネジ本来の目的が果たせない場合があります。

折れやすいネジは使いたくありませんよね!!

(´;ω;`)

私がネジを出力する場合は、図の左側横にして出力します。

出力した後に、本物の?

金属でできたボルトやナットを数回通して、3Dプリンターで出力したネジのバリを削り取ります。

まぁ、ネジぐらいDIYショップに買いに行けばいいんですけれどね・・・。

(*´▽`*)

どうしても、3Dプリンターで出力したいんだよ・・・。

(((o(*゚▽゚*)o)))

このように、フィギュア等のディスプレイ用の出力物でも、出力方向になよって強度が変わります。

3Dプリンターで出力物を考えるとき、使用目的を考えた力のかかる方向も考えて3Dデータを作ってください。

(((o(*゚▽゚*)o)))

フィレットで強度を補強しよう。

出力方向の工夫で強度の問題の全てが解決できるわけではありません。

よくある形状なのですが、直角の部品がある場合を考えてみましょう。

マイクのポップガード等の可動部がある部品を設計して、3Dプリンターで出力する場合。

力がかかると、角に沿って折れ安くなります。

強度限界が簡単に来てしまうのです。

時間をかけて出力した部品が簡単にポッキリ逝ってしまうのは中々ショックな事です。

なので、形状によってポッキリの危険性を少しでも回避することを考えましょう。

Fusion 360のコマンドでは3つ用意されています。

  • フィレット
  • 面取り
  • リブ

フィレットを使う場合

フィレットは角を丸めて形状や肌触りを良くするコマンドとして使われます。

しかし、部品の強度を増す方法としても使えます。

内角にフィレットを使うと、力がかかった時にその力を逆弧力として逃がす事ができます。

面取りを使う場合

曲面の出力が苦手な3Dプリンターもあります。

そんな場合には面取りコマンドを使いましょう。

この場合、面取りした両端の場所に力がかかることになりますが補強になります。

リブを使う場合

形を作るときにあまり使われないコマンドですが、強度を考慮しながら形状を設計する場合に多用してしまう便利コマンドです。

面取りコマンドよりも占有体積が少なくて済むリブコマンドは実は便利なコマンドなのです。

Fusion 360は強度シュミュレーションもあるので、併用しながらリプを入れていくとポイントが抑えられて便利です。

まとめ!!

御家庭用3DプリンターとFusion 360の組み合わせはとても便利です。

十年前なら試作を作るだけで数週間+数百万かかった試作のバリエーションも簡単に出来てしまいます。

なんと便利な時代でしょう!!

(((o(*゚▽゚*)o)))

そして、3Dプリンターでの出力物の特徴を知ったうえで、その弱点を回避、又は克服する形状をCADで設計する事はとても楽しい事です。

自分で設計して、自分で使ってみる。

良い点や悪い点が見つかれば、また改良版を出力する。

この繰り返しがモノづくりのノウハウの蓄積になります。

(((o(*゚▽゚*)o)))

 

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