前の記事へ  «
次の記事へ   »

「お父さん、役に立つもの作って!」で3Dプリンターで「ストリング」を作ってみよう!!(その四)123D Designでギアの編集だぞ!!

[`fc2` not found]
LINEで送る

IMG_2132

みなさん!!

ノギスの使い方は知っていますか?

昔は結構高かったノギスも、中国で大量生産されて安くなりました。

ヾ(@^▽^@)ノ

えぇ?

「精密測定器を中国産に頼るなんて信じられない!!」

ご指摘、ごもっともでございます。

m(_ _;)m

だって、日本製のノギスって中国製のノギスの3倍~5倍するんだもん・・・。

(ノд・。)

それに、0.0Xの誤差なら計測誤差以内です。

だって、ご家庭用3Dプリンターの出力誤差は±0.3mm~±0.5mmぐらいなんだもの!!

許してよ。

ヾ(@^▽^@)ノ

と言う訳て、ノギスの簡単に付か方!!

詳しくは、もっと詳しく書いてあるページを参考にしてね!!

ノギスは三か所で計ることができるぞ!!

一般的なノギスは、三か所の部分で長さを計測できます。

  • 外形を計る
  • 内径を計る
  • 深さを計る

同じ場所を三回計って平均値を使うのが作法です。

8281-10

 

さて、出力したギアを計ってみよう!!

テスト出力した.STL形式のファイルを出力ました。

IMG_2145

ギアの中心というか、真ん中の穴は直径 4mm になっているはず。

計ってみましょう!!

ノギスは近い場所を最低三回計って、平均を出すべし!!

平均は3.99でした。

誤差は0.01mmだったのでばっちりです!!

ヾ(@^▽^@)ノ

IMG_2139

次に、ギアの最低直径というか、凹の部分で構成された直径を計ります。

三回計り、平均は48.3mmでした。

IMG_2141

最後に、ギアの最大直径というか、凸の部分で構成された直径を計ります。

平均は5.25mm

IMG_2140

さて、ギアの3Dデータを変更する前に、少し歯車のお勉強が必要なのですが、簡単に行きましょう!!

ヾ(@^▽^@)ノ

歯車は凸凹が組み合わさって回転します。

中心からの距離の計り方はギアの歯の形状によって様々です・・・。

いゃ、この辺りを正確に設計できるようになると、もう専門家ですから!!

専門家になりたい人は、勉強してね。

ここの設計を正確に把握していると、ギアの回転時の動力伝達率、摩耗率、騒音なども改善されます。

歯の数や大きさなども、素材によって考慮する必要があるのだけれど・・・。

tssugamiex006

ご家庭用の3Dプリンターなら、最小半径、中間値、最大半径ぐらいで十分です。

そんなに精度でないから!!

しかし、PLAやABSの素材を使っているご家庭用3Dプリンターなので、材料強度的に不安な部分があります。

なので、ギアの歯数は「互いの素」にしてください。

材料強度的に心配なABS素材なので、ここは絶対外せない!!

ヽ( ´¬`)ノ

 

名称未設定-1

最大直径(ギアの凸部分)が、最小半径(ギアの凹部分)に噛み合って回ります。

なので、二つの平歯車の距離は、互いの中心点から直径の和の距離で配置します。

123D Design でデーターを加工してみよう!!

先ずは、ギアに軸を追加します。

出力されたギアのSTLデータは受け軸を別パーツにする出力なので・・・。

軸を通す所に4mmの穴が開いていた場所ですね。

ここに軸を追加します。

また、4mmだと強度的に不安なので、10mmに太くします。

先ずは、前回..STLデータから.123dx書式に変換したファイルを開きます。

.123dx書式とは123D Design のデータ書式です。

名称未設定-2

最初に、厚さ2mmのギアを厚さ10mmにします。

ご家庭用の3Dプリンターの素材であるABSやPLAだと強度的に不安なので、厚くして強度を増します。

ABS素材を選ぶべし!!

PLA素材はABS素材に比べて硬いので、ガッチリと噛み込み動力を伝達してくれそうだ。

また、出力時の変形も少ないのでPLA素材で出力するのが正解かなとおもったのですが・・・。

割れます、歯が欠けます・・・。

(ノд・。)

ABS素材は、少々の粘りというか曲げ強度があるので噛み合う歯に多少の無理がかかっても大丈夫みたいです。

※ それぞれ3個出力し、負荷をかけながらグルグルと破損するまでテストした結果です。
※ フィラメント(出力素材)の違いによって強度は変化します。

自分の持っている3Dプリンターと、使っているフィラメントの性能評価は絶対に必要!!

ヾ(@^▽^@)ノ

おっと!!

ギアの厚さ10mmにするぞ!!名称未設定-1

次に、軸にする10mmの芯をつくります。

プリミティブ円柱を選んで、半径に5mm、直径に15mmと入力します。

これが軸(芯)になります。

軸は強度が必要です。

強度不足だと回転中の力に耐えきれずに変形して軸が曲がります。

軸が曲がると回転が不安定になり、誤作動やギアが破損します。

また、軸は摩擦が少なく、細いほうが回転時の騒音が少なくなります。

鉄やステンレス、鋼線などで作るのだったら1mmもあれば十分ですが、

手ごろな軸が無いことを設定して、軸も3Dプリンターて出力します。

名称未設定-1

マグネットツールって便利!!

123D Designの便利ツールの中の一つにマグネットツールがあります。

AパーツとBパーツの面を合わせるよー!!

というツールです。

しかも中心点を合わせてくれるのでとても便利!!

ヾ(@^▽^@)ノ

  1. 磁石アイコンをクリック
  2. 移動したいパーツの面をクリックします。
  3. 接続させる面をクリックします。

名称未設定-1

簡単に中心を合わせて配置してくれるので、とても便利!!

ヾ(@^▽^@)ノ

名称未設定-1

中心が合っているのでそのままZ軸に12mm下げます。

名称未設定-1

軸になる10mmの芯が上面部に3mm、下面部には2mm突き出ます。

名称未設定-1

このままでは3Dプリント出力すると不都合がおこるので、結合(コンバイン)で二つのパーツを一つにします。

名称未設定-1

ギアのセンターを出しておこう!!

3Dプリンターは機種により性能もさまざまです。

0.5mmの穴を開けるように3Dデータを作っていても、そのまま出力誤差で潰れてしまう場合があります。

しかし、穴が潰れてもその周りには構造出力されるので、ネジなどの部品を組み込む時に強度補強材として使えます。

なので、円柱のプリミティブで直径0.5mm高さ20mmのパーツを作ります。

名称未設定-1

マグネットコマンドで中心を合わせて移動させます。

名称未設定-1

次に、Z軸方向に5mm程下げます。

名称未設定-1

結合コマンド → 削除 を選択して、ギアパーツからセンターに開ける穴の当たりパーツを削除します。

名称未設定-1

完成!!

ヾ(@^▽^@)ノ

名称未設定-1

センターの穴あけ位置のデーターを作り込みましたが、da Vinci 2.0 Duo では0.5mmの穴は出力できません。

(ノд・。)

ご家庭用3Dプリンターの限界というやつです・・・。

出力困難なデーターをあえて作り込む理由とは?

上記の凹み部分の作り込みは、出力できないと言ってし作らなければ行けません。

ここの凹みというか、穴のデーターを作る利点は三つあります。

  1. ネジ穴を開けるとき、正確な中心位置の目安になる。
  2. タップなどでネジを切るときに補強のデータが外壁データとして出力されるので強度が断然違う。
  3. 空洞として出力されないので、ネジを切るときにパテなど補修しなくて良い。

という理由で、データーを作り込みました。

ヾ(@^▽^@)ノ

このような経験と技術を、3Dデーターを作るときに、どれだけ練り込めるかという力量が3Dデータ作成アーティストの力量にかかわってきます。

自分の使う3D3Dプリンターがどのような特性と性能を持っているか?

沢山テスト出力して知ることが大切です。

3Dデータアーティストは沢山います。

しかし、その99.99%は3DCGアーティストです。

経験豊富で、材料光学や力学計算ができる3Dプリンターアーティストはほとんどいないでしよう。

だって、工業CADに行ってしまうんだもの・・・。

(ノд・。)

逆に考えれば、3Dプリンターアーティストは絶対数が不足しているんです。

この業界、3年修行すれば業界のトップに立てること間違いなしだ!!

ヾ(@^▽^@)ノ

 

さぁ、皆で3Dプリンターアーティストを目指そう!!

 

 

[`fc2` not found]
LINEで送る