ゴミ当番札を作ってみた

自宅のゴミ収集場所が新しくなったので、当番札を作って回覧する事になりました。
ダレも手を上げないので、3Dプリンタで作ってみる事にしました

部品構成は、5点でFusion360で設計。皿ネジで締結することにします

パーツは、「ドアに引っ掛けるフック」「60mm角×4個で構成 ゴ・ミ・当・番」
各パーツは、皿ネジで組み立てます


フック部品




ネジはφ3ぐらいなので、フックの取り付け部には、φ4mm程度の穴を開け、本体部のパーツには、2mm程度の穴を開けます。モデル上では特にネジ処理はしないで、直接ネジで切り込む事にします
Fusion360 には、穴コマンドがあるので、簡単に穴をモデリングできます

「ゴ」「ミ」「当」「番」の4部品

一文字ごとに、4つのパーツにしました。サイズは60mm四角。



接続は、四角形の凸凹ではめ込み、横からネジで固定します。フックと同様に外側の穴はネジ径φ3mmよりも大きくし実際に固定する穴は2mmにしました



また、このような文字をモデリングする場合にも、Fusion360 はフォントをベクトル化して簡単に図形データに変換できます。

サポートは?

このような機構部品で、上下左右面に凸凹がある形状は、サポートが面倒です
私のプリンタの専用ソフト、FlashPrint には、自動サポート機能がありますが、このような形状の場合あまりよいサポートではないように思っています
少し面倒ですが、サポートもモデリングしました

さぁ、印刷!





前回のレポートのように、

ガムテープ仕様で印刷してみましたが、やはり一層目でうまく貼りつかない箇所があったのでスティック糊を使用しました

完成!



 

一部品3時間ぐらいかかる大作でした
大切に使ってほしいなぁ~

製品を取り外す時の、バリバリ!どうにかならないか?Vol3


前回の記事

ではラフトが終了した時点で、ガムテープを貼り付けたら、かなり効果的でした。
ただ、G-code いじったりして、面倒

どうして、ラフトをつけたんだっけ?

・製品がテープルに貼りついて剥がれにくいから!
・場合によっては、剥がすときにテーブルシートを傷つけることも。
・ラフトをつけると、テーブルとは剥がれやすいけど、今度はラフトと製品が剥がれにくい
・それで、いろいろやってみたのが、前回の記事。
・そこでベストだったのが、ラフト上面にガムテープを施してみたら、Good!

という事は、ラフトやめて、直接テーブルにガムテープ貼ってもいいんじゃない?

やってみると、結構いいです






普通に印刷できて、終わった後、ぽろンと取れるのがうれしいです





ただ問題も!

設置面積が小さい形状ならいいのですが、広くなってくると
出来上がりに底面に、ところどころ凹みが現れます

最初は、垂れ流しされたりうまく付かなかったフィラメントが悪さしているのか?と思っていましたが、どうも違うみたい
印刷時を観察していると、一層目を印刷している時に、浮いてくる箇所がありました
ガムテープが剥がれているわけでもないみたい。
ガムテープの熱影響なのか?フィラメントととの愛称なのか?
その浮いてきた、空洞のところが、最終的に凹み傷になって製品に現れるみたいですね

ベッドとノズルの隙間設定は重要

ガムテープ使用の場合には、ノズルは接触するぐらいがいいみたいです
私は、こんな方法でテーブルのセッティングはやっていますが
ガムテープを貼る前にこの設定はやったほうがよさそうです
ガムテープの上でテーブル設定をやると、フィラメントがうまく貼りつかず、グニュグニュしてしまいます



貼る前の実際のテーブル上で設定を行うと、ガムテープの厚さが約0.1mmぐらいなので、
ガムテープとノズルとは隙間はゼロか少し接触している状態になっていると思います
ちょっと、あたり気味になっていたほうがよさそうな感じです

凹み傷対策

ホットエンドの温度も少し変えてみましたが、あまり効果はなかったです
もしかすると、一層目だけ、送りスピードを遅くしたほうがいいかもしれません
でも私のプリンター用の「Flash Print」にはそのような設定はなさそうなので、結局またG-codeの編集になってしまいますね~
それも面倒なので、ガムテープの上面に、スティック糊の塗って塗ってみました

これであれば、空洞ができにくいようです。
ただどうぜん、ガムテープには貼り付いてしまいますが、テーブルに直接貼り付いているよりははるかに剥がしやすいです。
3時間ぐらいの、設置面積が大きい製品を印刷してみました。
若干線状の模様は出てきましたが、上田馬之助ほどではないです(~_~;)
この裏面も、剥がれやすくて、アイドルのオデコみたいに綺麗にしたい場合は、難しいですね~
まだまだ、3Dプリンターは発展途上です・・・というか、私には経験不足です(笑)



でもなにか、ガムテープに代わるものがないかなぁ~?

テーブルとノズルのセッティング方法

いずれにしても、ベッドとノズル先との隙間設定は重要ですね
上にも書きましたが、私はこんな方法でやっているのですが

あくまで、私個人の方法ですが
参考までに、次回少し詳しく説明したいと思います

次回に続く

Netfabbの説明会に行ってきました!アディティブ・マニュファクチャリングを実現する為に

金属造形の現状

現状では金属を削ってモノを作る方が、「時間」も「コスト」も少なく済みますが、10年後には「コスト」が下がり、「時間」も短縮され、金属加工業であたり前のように金属3Dプリンターを活用した「ものづくり」を行っていることが予測されています。我々も、そろそろ次の時代を見据えて準備を始めないといけません。

今回は、現状の金属造形3Dプリンターが活用される為に必要な技術に焦点を当ててご紹介していきたいと思います。

アディティブ・マニュファクチャリングとは

Additive Manufacturing:積層造形 

金属3Dプリンターの加工方法には次の2種類があります。
① レーザーを照射して粉状の金属を溶かしながら積層するパウダースプレー式。DMG森精機やヤマザキマザックが採用したのがスプレー式です。
② 加工台に金属粉を敷き詰めて固めたい部分にレーザーを照射して成形するパウダーベッド式。

速度はスプレー式、精度はベッド式が優れているとされています。こちらは樹脂でもおなじみですね。
造形時の問題点としては、樹脂と違い重量があることや温度変化による歪み、サポート材を外すことに非常に労力が必要なこと、などが挙げられます。

Netfabbとは

Netfabbは、3Dプリントを対象とした3Dデータの編集・修正、を行うためのソリューションソフトウェアです。
3Dプリントの際に問題となる、ソリッドモデル化、メッシュ容量の削減、中空化モデルの作成からパーツ同士の干渉チェックなど、3Dプリントのプロセスで必要となるモデル編集を行えます。これはまだ基本的な部分ですね。

Netfabbのすごいところは、解析とモデルへの反映にあります。
造形後形状の予測解析を行い、歪み補正を元データに反映させたり、ラティス構造を自動計算してくれるだけでなく、結果に対して強度不足の箇所を解析し、必要な個所を太らせるような処理も行ってくれます。ラティス構造を計算するWithinというソフトがあったのですが、そちらが統合されています。複数ヘッドの3Dプリンターにも対応しており、10個のヘッドを同時に制御することも可能です。

●3Dプリント時のサポート材計算
また、金属プリンターとなると、サポートも剥がす作業が大変なのですが、できるだけ仕上げ面に干渉しないようなサポートを計算してくれます。

●歩留りの計算
樹脂も金属も、パウダーヘッド方式だと歩留まりを計算したいところです。Netfabbではこちらも搭載されており、3Dの歩留まり計算で最適な結果を得ることができます。

ジェネレーティブデザイン

ジェネレーティブデザインとは、コンピュータが自己生成的にデザインを生み出す技術として知られています。2016年にオートデスク社が発表した「Dreamcatcher」は、解析技術の延長でしかなかったトポロジー最適化よりも、コンピュータが自己生成的にデザインを生み出すというコンセプトになっています。

●シェイプ最適化・トポロジー最適化
ジェネレーティブデザインの基本となる機能です。近年の3DCAD業界では、各社「シェイプ最適化」機能を発表しています。上記の「Dreamcatcher」ほどのことはもちろんできませんが、どのように荷重解析を行い、形状を最適化させるか、検証する価値は十分にあると思います。

おすすめは「Autodesk Fusion 360」を無料ダウンロードして試してみることですね。タダで試せるとは、恐ろしい時代ですね!

ではまた次回!

製品を取り外す時の、バリバリ!どうにかならないか?Vol.2

印刷した後のバリバリ対策
http://seizo-net.com/2017/07/12/792/

第二弾
ラフト印刷の後、ワンクッション置いてみてはどうだろうか?
・ラフトのあと、ちょっと止めて、冷やしてみては?
・ラフトのあと、濡らしてみる。
・ラフトの面上に、何か貼る。


★まずは、G-code

こんな事をやってみます
ラフトの後に動作を加えるには、やっぱりG-code をいじるしかないですね
たぶん、オープンソースのスライサーであれば、出力された G-code はテキストエディタで編集可能だと思いますが、私のFlash Forge の Flash Print は通常のテキストエディタでは編集できません。ヘッダー部分のバイナリーデータ部分で何か処理しているみたい。
しょうがないので、Flash Print のデータを編集できるようなソフトはつくりました

FlashPrint エディター


もしかすると、他の3Dプリンターの専用スライサーも同様かもしれませんね
このソフトでFlash print で出力したG-code をみてみると、「;raft」のコメントが見つかりました。おそらくこの部分がラフトの部分だと推測できます



;layer:0.40
G1 Z.40 F400
;support-start
;raft
G1 X15.00 Y15.00 F4200
G1 X-15.00 Y15.00 E28.2778 F600

その上の行の、「G1 Z.40」で積層レイヤーの高さがわかります
ただ、ずっと下部の行をみていくと、「;raft」は数レイヤーにあってラフトの最後を探すのは結構面倒です。なので最新版の自作のソフトは文字キーで検索できるよう改造しています
http://www.vector.co.jp/soft/winnt/business/se515894.html
検索文字キーを「raft」にして検索していくと、ラフトが終了して実際の製品部分に入る時には「;Shell」のコメントになっているのがわかりました



G1 X14.57 Y-14.80 E344.4879
;percent
;support-end
;layer:0.28
G1 Z1.28 F400
;shell
M106
G1 Z1.48
G1 E343.1879 F1800

したがって、この「;Shell」のレイヤーのZに上がる前までが、ラフトの部分だと思われます。ここに来たら、Z軸を退避させて、とりあえず止って待つようなG-codeを追加します。
そうすることで、プリンタはラフトの印刷が終わると、上に上がって止って待っている状態になるはずです。
一旦停止するG-codeは「G04」のコードです。これに、「P」+「停止時間(ミリ秒)」を負荷して指令します
たとえば、1分停止させたい場合は、「G04 P6000」となります
Z50.に逃げるコードとこのコードを「:Shell」のレイヤーの前に追加します

;layer:0.28
G1 Z50. F400
G04 P6000

G1 Z1.28 F400
;shell

これで、Shell に入る前に、Z50.位置へ退避した後、1分間停止します
ここで、プリンタ本体の「ポーズ」ボタンを押すと、私のFinder は一旦ホームポジションへ戻る動作をします。
この本体の「ポーズ」ボタンでの動作は、機種で違うかもしれません。
場合によっては、その場所で停止状態もままかもしれません。
この時点で、「何か!」すればいいです

まずは、そのまま、一時停止を続け、冷やしてみます




その後、本体の「スタート」ボタンを押すと、「ポーズ」を押した場所(Z50.の場所)に戻り
Z1.28 まで下がり、無事に印刷が始まりましたさぁ、冷やした効果は???
う~ん、気持ち剥がれやすくなったでしょうか?
あまり効果は感じませんでした

「ポーズ」したあと、一時停止で室温で冷やすでけでなく、ロフト上面をウェットティッシュで拭いてみました




ちょっつ濡れた状態になったので、どうなるのか心配でしたが、普通に印刷終了
その効果は?
う~ん、冷やすよりは剥がれやすくなった気もしますが、やっぱり、バリバリとなりますね
でも、何もしないよりは、効果はあると思います

今度は、「ポーズ」した後、ロフトの上に布製のガムテープを貼り付けてみました




果たして、ガムテープは210度の熱でどうなるか??
不安でしたがなんてことなくて、印刷終了



その効果は?
おぉっ、途中の反りもなく、つるんと剥がれました



こいつは、すごいです
気になる事といえば、一旦停止して、ガムテープを張ったりする間
フィラメントが若干、垂れ流し状態になり、再スタートしたときに
最初の部分に、垂れ流しのフィラメントが巻きついたりして、若干凸凹になります
ロフトの直後なので、製品では一番底になりますし、バリバリをやすりで削り取る事を考えると問題は少ないと思いますし、ぜんぜん綺麗です



それでも気になる場合には、停止する位置を、ロフトが終了した直後でなく
ロフトの印刷を少し残した位置にすれば、その垂れ流しは、残りのロフトに着くので
製品には付きにくくなるかもしれません
いずれにしても、ガムテープはかなり優れものです

 

っと実験をやってきて、ふと思った
G-code を編集して、ロフトの直後に細工してみたけど
もしかしてぇ~

次回に続く

設計・製造ソリューション展(DMS)で砂型積層3Dプリンターを見てきました

新しい3Dプリンターの展示

設計・製造ソリューション展(DMS) 2017では、HP社のボクセル形式3DプリンターJet Fusion、中型の高精度3DプリンターRAISEなど、様々な実務利用に向けた3Dプリンターが発表されていました。
ジェネレーティブデザイン、アディティブマニュファクチャリングが現実味を帯びてきています。
コストとスピードをクリアした時点で、製造業のあり方も大きく変わることになります。

インダストリー4.0というと壮大なテーマですが、これらの技術が一般的に利用できる時代に向けて、準備を始める時期に差し掛かってきているのではないでしょうか。

砂型積層3Dプリンター

今回は、その中でもかなり実用化が進んでいる「砂型積層3Dプリンター」について取り上げてみました。
簡単に説明すると、砂を積層造形方式で3Dプリントしていくのですが、製品との境界のみ硬化させ、中身の砂は未硬化で再利用できるシステムになっています。価格も9,000万円程度になっていますので、レーザー焼結と5軸加工の複合機(数億円)と比較して導入しやすい金額になってきていると言えます。

<SCM-800>

実際に約60kgの大型鋳物を製作する期間が、木型工法だと約1か月のところ、積層工法だと約3日、と最大工期短縮90%という驚くほどのメリットが出ています。

造形手順としては、「砂を敷き詰める」⇒「バインダを砂に噴射→造形テーブルが一層下がる」を繰り返す⇒「新たな層の造形の為砂を敷き詰める」といった工程になります。
鋳物で製作されている部品の代表例としては、インバーターケース、シリンダーヘッド、ターボチャージャー、シリンダーブロック、マニホールドなどが有名です。現在では、内部構造の高効率化で、内部設計データがかなり複雑になってきており、薄肉などの対応には砂型積層3Dプリンターが最適なパーツが増えてきています。
積層砂型といえばコイワイ様が有名ですが、展示物も半分ほどご提供されていました。

鋳物業界(製造業全体かもしれませんが)の現状としては、3Kと言われていますが、3Dプリンターの導入でかなりイメージが変わってきているようです。後継者不足の問題も、3Dデータ作成などのデジタルとの融合で、若者イメージも良くなってきているようです。

砂型積層3Dプリンターのメリットまとめ

◆マスター型が不要。3Dデータから直接造形可能
◆薄肉・高精度鋳造物の製作が可能になる
◆従来の木型、砂型反転工法でできなかった構造も製作可能になる
◆熟練の技術を3Dデータに置き換え可能
◆「3Dプリンター」で若者のイメージが良くなることで、後継者不足を解消!

型を3Dプリンターで製作することは、強度、品質において非常に重要なことだと感じています。砂型積層3Dプリンターが広がることで、熟練の技術をしっかりと受け継いでいけると良いですね!

製品を取り外す時の、バリバリ!どうにかならないか?

3Dプリンター暦は、まだ2ヶ月ヒヨッコなので、
まだ良く分からない事ばかりですが、印刷後とまどったのがテーブルと製品の張り付き具合です。
私の、Flash Forge Finder は、最初からビルドシートが貼ってありました。
最初のうちは、半自動の機能で水平出しを行えは、綺麗にできていましたが形状にもよりますが、だんだん、張り付き具合が悪くなり途中で反りが出て、最悪剥がれて、エクストルーダーにフィラメントが巻きついたりしてしまった。
それで、説明書には何も書いてなかったけど、付属についてきた、スティック糊を、テーブルに塗って、印刷したところ、

おぉっ、なかなかいい・・・反りもほとんど出ない。
ただ、ふき取りの有無や時期がよくわからないのでとりあえず、一日使うとウェットティッシュでふき取っています
ところが、やっぱり形状によってですが、テーブルとの設置面積が広いと張り付いてしまい、ペンキをはがすスクレイパーを買ってやってますが
無理すると、テーブルを傷つけてしまったり・・・

それで、スライサーのオプションにあった、ラフトをつけてみるとテーブルからは剥がれやすくなったけど、今度はラフトと製品がなかなか剥がれない。

酷いと、ラフトの密度が製品よりも粗くなっているようでこいつがスクレイパーやニッパではぜんぜん取れなくなってやすりでザリザリそげ落とすことも・・・

う~んどうにかならないかなぁ~
そうだ、ラフトの印刷が終了し、製品部分の印刷が始まるタイミングで何かすれば、どうにかなるか?
っという事で、Gコードをいじくって、何かする事に・・・

次回に続く・・・

[最新の3Dプリンター活用事例] 樹脂金型の水穴を3Dプリンターで作成

製造業において3Dプリンターの導入は続々と進んでいます。

先日日本で発売が開始された、HP社のJet Fusion 3Dは従来のSLS(粉末焼結積層造形)方式の10倍の速さでナイロン素材をプリントできるなど、3Dプリンターの技術は目覚ましい進化を遂げています。

また、最近ではモックアップも最終製品に近いリアルモックアップが作成されていたり、最終製品を3Dプリンターで作成されている事例もあります。

自動車メーカーのダイハツは「コペン」のカスタムパーツを3Dプリンターで作成しており、また、ヨーロッパの航空会社エアバスはパーツの作成に金属3Dプリンターを用いることで製造にかかる材料消費量を75%、CO2を40%まで削減に成功しました。

利用用途を様々な領域に広げつつある3Dプリンターですが、金型の冷却用の水穴を3Dプリンターで作成することで効率化をはかれる可能性も秘めています。

樹脂金型で成型する工程の中で一番長く時間をかけているのが冷却時間です。
そこで、従来の切削加工では不可能だった、より冷却しやすいスパイラル形状の冷却穴の作成が検討されています。3DCADと樹脂流動解析ソフトウェアを組み合わせ冷却回路の計算とモデルの作成を行い、3Dプリントすることでそう言った水穴作成が可能となります。

もちろん、現状では金属を削って金型を作るほうが、時間もコストも少なく済みますが、将来的な量産用金型の形としては非常に面白い試みで、10年後にはコストが下がり、今までより早いモノづくりができるようになっている可能性も十分にあります。

3Dプリンター活用の幅はどんどん広がっていきます。
今後の3Dプリンターの技術発展が楽しみですね。

小横ネジとサポート材

以前3Dプリンターを買ってすぐ、ピンゲージクランプを作成した。

ピンゲージとは、たぶん機械加工に携わっていない人には馴染みはないと思うけど

穴径を精度よく仕上げる時に、突っ込んで確認する円筒状のゲージの事。

仕上げたい径の前後のピンを何種類か用意しておいて、手前のサイズが簡単に入って、

狙いのサイズがきつめに入って、大きいサイズが入らないような感じで、穴径を仕上げていく

このピンゲージは通常は手で出し入れするけど、全長近く入れたり、油などですべる場合には

手では入れにくい。また、1μレベルの超精密な場合には、人の体温も伝えたくない。

人によっては、輪ゴムを巻いたり、指サックを使ってりしているけど

これをクランプする道具を作ってみた

こんな感じ。一応手での押さえが足りない場合も考えて、横には穴を開けて、ネジ止めもできる

こんな感じ・・・実際の現場に持っていくと結構評判よかったので、追加要請があったので

今回第二弾を作ってみた

今までのは横穴はただの穴だったけど、ネジ(M4)を施してみる。

ついでに、M4の六角穴付きボルトも作成してみよう

今までで印刷したネジは、M8ネジ。今回はかなり小さい。

こんな小さいネジが印刷できるのか?も興味ある所。

Fusion360 でモデリングすると、こんな感じ

さて、印刷しようと思うけど、穴や六角形の部分はどうやってサポートしたらいいんだろう?

う~ん、スライサーの自動サポートでは、うまくいかないような気がするから

とりえず、穴や六角形に小さめのモデルを追加して印刷してみた

う~ん、サポート部分の寸法設定がまだ大きかったのか、六角部は取れなくなってしまったし、

ネジ部分はとうにか取れたけど、一部分は張り付いてネジの部分が壊れてしまった!

もう少し、サポート部を小さいサイズにしないとダメみたい(今回は片側0.6mm程度)

今度は大丈夫。六角レンチも無事に使用可能

ちょっときついけど、何度かなじませていくと、組み立てもOK

ノギスで測ると、穴が少し小さいけど、使えそう。

明日、会社へいったら、現場へ持っていってみよう!

ところで

こんな感じの、横穴や、横ネジなどの機構的な部分のサポートはどうするのが定石なんでしょう?

よかったら、教えてくださ~い!

爪とぎクランプ、完成版

前回はちょっと設計ミスで、ネジがかみ合わなかったので、最後のネジを長くして、外から留められるに改造。

一応、留まるようにはなったけど、調整スペーサがダンボールじゃ、悲しい・・

Fusion360 は画像を下絵にしてスケッチできるみたいなので、ウチの猫の写真でモデルを作ってみた

う~ん、色塗ると、なかなか可愛いぃ

でも最近細かい作業をしようとすると手が震える。細かい所を塗ろうとすると危なくベタベタになりそうだった。(~_~;)

じじぃは困ったもんだ!

うん!いい感じにクランプできた。ダンボールよりも断然よくなったとカミサンにも褒められた

本人とも記念撮影!!

FLASHFORGE Finder フィラメント交換

この機種の特性なのか?オイラのやり方が下手くそなのか?

ここ数回はやっぱり交換するときは、交換したフィラメントがすんなり入ってくれない

前回もこの記事のように先っぽを尖らせたけど、なかなか尖らすのも難しいうえ、やっと尖らせてもなかなかすんなりいかず、何度かやって、もうバラすしかなかぁ・・

と諦めかけたぐらいでやっと通った。ホッ!

それでもう少し尖らしやすくできないか?

っと思い、交換する前に、こんなもの作ってみました

ようは、手前を押さえて、先っぽをヤスリがけするもの。

フィラメントを少しづつ回しながら、ヤスリで削っていくんだけど、なかなか思う位置が上に来ないのが難点。

でも、そこそこ、先細りにはできたかな~

たぶん、カッターナイフでやるより、簡単です

で・・・交換してみた。

今回は、フィラメントを抜いたあと、少し暖めたままにしておいたのがよかったのか?

先っぽを尖らせたのがよかったのかは?ですが

すんなり、一発で交換完了しました!!