ついに見切りをつけて新プリンタ購入

ここ１か月くらい精力的に3Dプリントしている。

クラウドファンディングで資金を募集しているSnapmaker 2.0という装置を、運良く格安で入手できることになった。これはモジュールの付け替えで3Dプリント、レーザー彫刻、CNC加工ができる。3Dプリントの機能だけでもデアゴスティーニのマイ3Dプリンタを遙かにしのいでいる。いずれマイ3Dプリンタは使わなくなるのだからこの際、去年買ったフィラメントを使いきってしまおうという魂胆だ。

大半がThingverseから拾ってきたものだが、富士山周辺の立体地図をジグソーパズル化したものは、国土地理院からのデータを加工したものだ。

白のフィラメントはHICTOPブランドだが、これは安いだけが取り柄で性能評価モデルをプリントすると情けない結果になってしまう。このモデルは各種項目で点数をつけられるようになっているが、今回プリントしたものでは点数の付けようがない。スライサの設定を追い込めばもう少しマシな結果になるのかも知れないが、そもそも質が低ければ限界もある。
一方黒のフィラメントはボンサイラボが取り扱っており質の良さが売りらしい。確かにパワーショベルは各軸がキチンと動く。左下のプライヤのようなものは、残念ながら隙間が離れず機能しない。オリジナルのサイズでは大きすぎるので、80%に縮小し斜めにしてプリントしたものだ。隙間も80%になってしまい、貼り付いて離れなくなった箇所がいくつもある。

立体地図のジグソーパズル化は細かいものも含めて10回ほど失敗した。失敗の大半はプリント中のノズル詰まりで、左側のように途中でフィラメントが出なくなり空印刷になってしまった。
このデータは、とあるプリンタのユーザー向けページで紹介した手法で作成したものだ。スライサに依存した機能を使うのでこのプリンタ用のスライサを拝借したのだが、結局それがうまくいかない原因だった。マイ3Dプリンタと同じSlic3rがベースのスライサであり設定項目の内容もほとんど同じなので、設定値を同じにしたのだがダメだった。どこかこのプリンタに固有の部分が残っていたのかも知れない。

結局、立体地図とパズルカッターの合成をスライサではなくTINKERCADで行い、スライサはマイ3Dプリンタのを使ったら一発でプリントできた。ようやくできて安心したのもつかの間で、貼り付いて離れないか所や、折れてしまった部分があり、パズルとしては機能しない。原因不明だが少し焦げてたようなか所もある。これだけ苦労したのにがっかりだ。たぶん別のフィラメントならもう少しマシな結果になったと思う。

と言うわけで踏ん切りも付いたので、出資したマシンが来る11月を待てば良いのだが、何を血迷ったのかこんなマシンを買ってしまった。

Anycubicのi3 MEGAというプリンタだ。Amazonのタイムセールでかなり安かったので買ってしまった。やや上位のMEGA-Sへのアップグレードキットも含めてだ。これだけ買っても実質金額は3万も行かない。マイ3Dプリンタの定価総額の1/5以下だ。買った理由付けはいろいろできるが、マイ3Dプリンタには嫌気がさしたという所か。金と手間をかければ精度も上がるだろうが、確実な決定打があるようなないような状況ではやる気にもなれない。アクリル板の筐体では精度向上の限界もある。飽きっぽい管理人にとって、ちょうど良い頃合いかも知れない。

当面はこのAnycubic i3 MEGAで戯れることになりそうだ。

ミニロビをお試しプリントするも．．．

先日FUSION360上で完成したミニロビを、試作プリントしてみた。いざSTLファイルを作成する段階になって、

・ボスやボス穴のマージンが0.1mmでは足りないのでさらに0.1mm追加
・向きが合わない（直角じゃない角度がついている）ので補正

などが必要で、結局大半のパーツをプリント用に手直しした。これだけでも結構な手間がかかった。

そしていよいよプリントしてみた。とりあえず色は無視して白でプリントしてみた。

精度が全然出ていない。ボス穴に収まるボスなんて一つもない。いくつかのボスやボス穴は横向きにプリントしなければならず、これは精度が出ないのは仕方ない。その他には1層目が裾広がりになり上位層より太めになってしまう症状もあった。ノズルの温度が高めだったかもしれないので185度まで落としたら幾分良くなった。また「マイ３Dプリンター」添付のTerramac社製（色はピンク）で試したらさらに良くなった。しかしこれでも満足のいく精度ではない。

PC上では0.1mm単位でモデリングしても、いざ3Dプリントすると0.4mm径のノズルではそんな精度が出るはずもなかった。よく考えなくても分かることだったが、実際にプリントしてみて思い知らされた。

実際に組み立てが出来るようになるには、もう一巡の試作が必要だろう。3Dプリントは基本的には1回に1個がベストなので、種類が多いと非常に手間がかかる。大きなパーツで1時間、平均すれば1個あたり20分〜30分くらいかかる。もう一巡して問題点を修正してようやく本番になるのだから気が遠くなる。糸引きや角が出来てしまうことを覚悟すれば、ステージに乗るだけプリントできなくはないが、失敗したときのリスクは大きい。せいぜい4個くらいか。それでもかなりの手間だ。現実を知って途端にやる気が失せてしまった。

ちょっとここいらで区切りにして別のことをしたくなった。デアゴスティーニが2つも貯まっているのでそのうちの一つを作ることにするか。

FUSION360で3Dモデリングの習得

「療養」生活のために買ったパズルだが、7〜8個やってみて最大の難関「#11 登山家のリング」で止まったままになっている。今まで解法に30分も要しないものばかりだったが、これはそんなに甘くない。最大の問題は、最初から外れていることだ。中古品だから仕方ないのだが前の所有者が外したままにいしていた。解答を見て元に戻したらパズルとして無意味なので自力で戻すしかない。これが難しい。パズルには方向性があるので、多くの場合外す方が簡単なはずだ。戻すときは外した経緯がヒントになるが、今回はこれがない。だから難しい。

早くも飽きてきたというわけではないが、最近はFUSION360で3Dモデリングの習得を始めた。マイ３Dプリンターの冊子には76号から10号ほどFUSION360の解説があり、これを実施してみた。例によって解説と言うよりモデリングの手順が書いてあるだけで、細かいヒントやツールの考え方など深く掘り下げた解説はほとんどない。そこでこの本を買って補完した。

Fusion 360 マスターズガイド ベーシック編

• 作者: 小原 照記
• 出版社/メーカー: ソーテック社
• 発売日: 2018/08/09
• メディア: 単行本

当然だが冊子よりも詳しく書いてあり、だいぶ参考になった。ソリッドモデリングのChapter 6まで読んでとりあえず区切りとした。3Dモデリング学習の最初に使った123D Designとは比べものにならないほど便利だ。いくつか例を挙げると、

・履歴機能により、前に実施した内容を手直しできる
　123DではUNDOしかできず、公開されているモデルを手直しする場合は
　一から実施するしかない
・スケッチを作成する平面を、自由に指定および作成できる
　123Dではスケッチを開始する際に既存のスケッチを指定したり、
　ダミーの立方体を作る必要があった
・ボディやコンポーネントなどの概念が明確になっている
　123Dでは基本は結合しかないので、後から分離できない

などのように、今にしてみれば123Dの完成度はあまりに低かったように思う。123Dでのモデリング経験はせいぜい2~3個だが、その程度の経験でもFUSION360の優位性は認識できる。もはや123Dに戻ることは出来ない。

かねてより、3Dプリンタで51号〜55号掲載のミニRobiを作ってみたいという願望があった。しかし掲載されているモデルはオーバーハングが多くサポートを多く必要とするため、そのままでは3Dプリントに向いておらず、かなりの手直しが必要だった。実際に手直しをして作成した先達もいて、123Dでまねをしようとして見たものの、かなりの手間暇が必要で躊躇していた。これをFUSION360で実施してみたら意外に簡単にできた。その成果物がこれだ。

大まかな手順としては以下の通り。
・公開されているミニRobiの123DモデルをFUSION360に読み込む
・ボディの必要箇所を切断
・必要に応じてボスとボス穴を追加

一通りパーツがそろったので、色づけしてジョイントしたのがこのモデルだ。ジョイント部分つまり各関節は実際に回転もできる。FUSION360のアニメ機能で動作を動画に残すことも可能だ。なかなか上手くできていると自己満足に浸っている。

しかし、所詮「絵に描いた餅」であることに違いない。実際に3Dプリントして組み立てられるかはやってみないと分からない。「療養」生活が終わったらやってみたいものだ。

さらに立体地図をプリント

立体地図が割と好評で、知人の地形マニアから2か所のプリントを依頼された。経験を積むことが3Dプリンタ習得の早道だし、フィラメントの消費量はわずかなものなので（1個あたりせいぜい50g）、快く引き受けてプリントしてみた。

そしていきなり失敗。フィラメントの送り出し不良がまた発生してしまい、途中からカラ印刷になってしまった。ネットの情報によると、本機種には「歯間ブラシ」が必要とのことだ。確かに55号には必要に応じて使うようにと書いてある。
エクストルーダにはヤスリのようなギザギザのついたプーリーがあり、これでフィラメントを送り出している。使っていると削りカスがたまり滑ってしまうようだ。確かに白い粉のようなカスが見受けられる。プーリー真上の筐体には穴が空いており、歯間ブラシを装着すれば動作中に掃除が出来るようになっている。55号によると「GUM歯間ブラシI字型、SSSもしくはSS」と品名まで指定がある。早速ドラッグストアに行き購入してきた。

その後は調子が良い。ようやく新フィラメントでのトラブルは解消したようだ。

そしてプリントしたのがこれとこれ。

目黒および四谷界隈らしい。その地形マニアからは3Dプリント用のSTLファイルが送られてきたので、本機に合うように75%程度に縮小してプリントした。高さ方向を相当強調しているらしく、都会の真ん中とは思えない高低差がある。ちょっと不自然な感じもするので、強調はほどほどにすべきか。

いずれにしても、これらを肴にして飲み会をやることになっているのでそれも楽しみだ。

フィラメント1kg購入して精力的にプリント

いろいろ迷ったが比較的評判の良い低価格フィラメント（HICTOP、白1kg、¥2,000）を購入。案の定、いくつかトラブルに遭遇した。

●フィラメントの送り出し不良
よくある性能評価用の船のモデルをプリントするも、フィラメントの送り出が途中で途絶えてしまい、カラ印刷をするようになった。エクストルーダのアームのバネを最強にしたが時々失敗する。エクストルーダを外してみると、アームの取り付けねじが緩んでいた。押さえつけの力が分散していたのかも知れない。
ねじを締め直したがバネは最強でないと、たまに失敗する。このフィラメントは径が若干細いのかも知れない。それでアームの不具合が発覚しなかったのか。精度の高いノギスがあれば計ってみるのだが。

●外周部での定着不良
底面積の大きい造形物では、外周部で定着せず1層目で失敗することが多々あった。ノズルとステージとのギャップをいろいろいじってみたがダメ。ヘアスプレーの「ケープ」を購入して吹き付けることも考えたが、皮脂による汚れも定着不良に原因になるとのことでステージを洗ってみた。
一応うまくいった。1層目がかろうじて定着したのでその後は問題なく造形できた。「一応」というのは、外周部の特定箇所で定着しにくいところが発生することだ。再現性があるのでステージの高さが不均一なせいか、定着用のシート「BuildTak」の表面の荒れかいずれかかもしれない。

「底面積の大きい造形物」とはこれのことだ。

国土地理院のサイトでは日本全国の任意箇所の3DデータをSTL形式でダウンロードできる。管理人が良く行く伊豆半島と、実家のある地域を3Dプリントしてみた。（積層ピッチ0.2mm、充填率20%）
伊豆半島の方は天城山の険しさが表現できているが、三島のあたりが「水没」している。積層ピッチが0.2mmのためかZ軸方向の解像度が足りなかったためかも知れない。
実家の方は、河岸段丘や扇状地が一応表現できているがインパクトが弱い。もう少し広範囲にしてさらに高さ方向の倍率（現状はたしか2倍）をあげた方が良かったかも。
かつて小学校高学年の頃、夏休みの工作でボール紙を用いて立体地図を作ったことがある。まさに今回3Dプリントしたこの場所をだ。時を経て最新テクノロジーでいとも簡単に再現できたことは感慨深い。

いろいろ3D印刷

デアゴスティーニのマイ３Dプリンターだが、いろいろ「試し印刷」している。そろそろ役に立つものを作りたいところだが、3Dモデリングは一朝一夕にできるものではない。しかし、先達が作成してデータを公開しているサイトがいくつかあり、そこから探すのが手始めのようだ。

そうしたサイトで見つけて印刷したのがこれ。
「Bukito Gimbal」という名称でアップロードされていた２軸の回転物とラズパイ用のケースだ。

Gimbalの方は、球の一部分が三重になっており、内側の２つがそれぞれ２軸で回転できる。3Dプリンタの特徴を生かし、後の組み立てなしに一回のプリントでできている。プリント後、軸部分が貼り付き気味なのではがす必要があったが、ちゃんと回転する。最内側はすべりが悪いが、中間の層はある程度回転し続けられる。プリンタの精度が要求される造形物なので、キチンと動いてうれしい。

もう一つがラズパイのケース。このようにちゃんと収まる。ヒッタリだ。これまた上手くできてうれしい。

ここで示したのはうまくいった例だが、細かい造形物はやはり苦手だ。ノズル径が0.4mmであることや構造そのものの精度の限界もあって、「解像度」はどうしても低くなってしまう。価格相応と行ったところか。

今後だが、いくつか作りたいものはある。単純だが数多く（60個くらい）要するものもある。今までは添付のフィラメントで実施してきたが、色や種類はあるものの1つあたりが40g程度と少なすぎる。いよいよkg単位でフィラメントを購入する段階になった。しかし名が通ったものは高いし、無名品は品質が心配だ。しかも何色か欲しいので選択を誤ると損失が大きい。そんなことで悩んでいる時期が楽しいのかも知れない。

55号でついに完成

連休中は出かけていたので作成がご無沙汰になったが、55号までの基本構成が完成した。大きなトラブルはなかったが、「フィラメントガイドチューブ」で手こずった。これがしっかり取り付けていないとフィラメントの送り出しが出来ない。取り外しが出来ないとノズルの清掃が出来なくなる。「チューブ継手」と呼ばれるパーツの知識を得たことでなんとか対応できた。

そして最初の出力はフリスクのケース。2回失敗して3度目にようやくプリントできた。
1回目は不要なラフト（土台部分）を出力してしまったので即停止（写真左上）。2回目はガイドチューブが外れてしまってフィラメントが送れなくなり停止（写真左下）。
3度目の正直でプリントできたわけだが、サイズが大きかった。じつはデアゴスティーニのサイトで公開しているデータは、2年くらい前にサイズアップしたフリスクのケースに対応していない。そこで見よう見まねでサイズアップしたのだが大きすぎたようだ。

やはりモデリングソフトの習得が後回しになっている影響は大きい。本文で紹介してるモデリングソフトは「123D Design」だが2017年3月で配布終了している。後継のFUSION360も試してみたが、本文で紹介している見本データを読み込むにも手順が複雑な上に（openコマンドなどでは開けない）、色などの情報が欠落してしまう。本文を参考に学習を進めるにも不便であり周り道になる。

CQ出版のこの本には、添付CDに「123D Design」が同梱されているので少々高いが購入した。

発行されたのは2017年6月。つまり「123D Design」の配布が終了した後だ。お役御免の古いソフトの解説書を今さら出版したことになる。配布終了はだいぶ前にアナウンスされていたと聞くが、お構いなしに出版するとはCQ出版の考えることは分からない。まぁ管理人にとっては非常にありがたいのだが。ちなみに配布元のAUTODESK社には本に添付することの確認は取っているとのこと。そのときにAUTODESK社がなんと言ったか知りたいものだ。

39号まで終了・・だいぶ形になってきた

かなり進み39号まで終了した。

目立った進捗としては、

・X軸、Y軸のロッド周辺（ベルト、プーリーなど）が完了
・2個のステッピングモーターを取り付け
・制御用のマイコン基板とモータードライバ基板を取り付け

といったところ。
逆にZ軸関連はほとんど何も出来ておらず、これからだ。

製作に関しては、特に大きなトラブルや不具合部品もなく順調だった。強いて言えば、位置の微調整が必要な箇所が多々あったが、簡単な調整治具で行ったので精度が不安だ。果たしてまともな形状の3Dプリンティングが出来るのだろうか。また、その都度調整が必要になったりしないのだろうか。

24号まで一気に作成

何せ仕事をほったらかしにして朝から作っているので進みは早い。24号まで終わった。

筐体は5mm厚のアクリル板。ヘッドをX軸、Y軸で動かす「スライダーロッド」とベルト類が取り付けたところまで出来た。まだまだ先は長い。

24号でこれだけしか出来ていないのは、1回あたりの作業量が極めて少ないからだ。中には「ロッドに部品1個付けただけ」のような回も少なくない。毎週約2,000円払っても得られるものがわずかで、創刊当時に定価で購読した方は毎回損した気分だったかもしれない。

ただし、本書はモデリングソフトの使い方を習得するページもあるので、そちらを毎週やる分には短時間ではすまないだろう。管理人は組み立てだけに専念してモデリングソフトの方は完全に後回しで、24号まで実施するのは大変だろう。5月連休中は製作をお休みすることになるので、そのときに挽回したい。

このモデルも少なからず不具合はある。今まで遭遇したのは以下の通り。

・ねじ切りされていないナットが混在
　予備が入っているので即座に解決

・スペーサーの幅が1mmほど足りず、センサーが反応しない懸念あり
　手持ちのワッシャを3重にして対策

デロリアンに比べると今のところ少ない方か。

今度は「週刊マイ3Dプリンター」を開始

デアゴスティーニのデロリアンが終わっていないのに、3Dプリンタに手を出してしまった。基本機能は55巻で出来上がるのだが、「実践編」「パワーアップ編」も含めた95巻セットが出品されていたからだ。
価格的には1/3以下で購入できたのだが、いろいろ訳ありであった。

・本文解説のモデリングソフト「123D Design」は2017年3月末で配布終了
　データ互換のある後継ソフトがあるのだが、操作はだいぶ異なる模様
・フィラメントは湿気などにより硬化してしまうらしい
　実践編は付属品が主にフィラメントなので、最悪使い物にならないかも知れない

といろいろ問題はありそうだが、ともあれチャレンジしてみることに。

まずは3週分くらいから作成してみる。