2020年3月27日金曜日

マスクを 3Dプリンタで印刷してみた

ウワサの 3Dプリンタマスクを印刷して取り付けてみました
マスクのデータは先日ニュースになっていた公開データを使います

環境

  • macOS 10.15.3
  • QIDI Print 5.3.1
  • QIDI Print X-Smart

日本の Amazon では売り切れになっているようです
自分は 40,000 円ほどで購入しています

.stl ファイル

ここからダウンロードします
男性用と女性用があるようです
この記事内では男性用を紹介します

zip ファイルがダウンロードできるので解凍すると「男性用マスクデータ.stl」というファイルが取り出せます
が Mac で解凍しようとすると以下のエラーになります
おそらく Windows で作った zip ファイルなので以下のエラーになるようです
ditto コマンドや The Unarchiver.app などを使って解凍しましょう

QIDI Print で .gcode 作成

スライサで .gcode を作成します
設定はデフォルトの Fine のままでサポートはなしです
ただスライサの設定でいくつかポイントがあるので紹介します
実は自分は成功するまでに何度もトライアンドエラーを繰り返しました、、

ポイント1: サポートは使わないほうが良さそう

今回プリントする形状はかなり細いです
サポートをありにするとサポートのフィラメントが糸引きなどを起こしそれに引っかかって一番最初のプリントが剥がれるケースが何度もありました
底辺部分がしっかりとビルドプレートに密着するような形状であればサポートありでも全然問題ないのですが今回のマスクのように細くビルドプレートに密着する面積が小さい場合は少しでも引っ掛かりをなくすためにサポートは使わない方が良いかなと思います

ポイント2: -1.5mm ほど Z 軸に埋める

配布されている stl ファイルはかなり正確に作られています
正確にというのはどんな顔にもフィットするように作られているようで Bend している部分がかなりあります
そのせいでスライサで設定する際にただビルドプレートに設置するだけだと空間ができてしまいます
その状態でプリントするとポイント 1 で説明したように接地面が少なくてすぐに剥がれてしまいます
なのであえて接地面を -1.5mm ほど Z 軸方向に埋めることで接地面にぴったりと接するようにすることで最初の層のプリントを安定させます

ポイント3: 向き

上記の写真を見るとわかりますが鼻の部分が下になるように向きを変えています
デフォルトの stl はアーチを描くように設定されています
それでも Z 軸に -1.5mm 移動すれば問題ないとは思うのですが接地面が少なくなります
なので自分はあえて鼻の部分が下に来るように設定しました
またそのほうがオーバハングの角度を抑えられるのでサポートがない場合でもキレイにプリントできる可能性が高くなります

いざプリント

.gcode ファイルを USB に書き出して USB を X-Smart に挿して印刷するだけです
プリントの様子は動画にしているのでそっちを見てください
印刷時間は約 3 時間 30 分、使用フィラメントは 22g でした
動画はさすがに倍速にしています

とりあえずプリント後のマスクはこんな感じです
若干穴の部分のオーバハングがあったのか少し崩れています
また層もたまにミスしている層がありムラがありました

ウラはこんな感じです
紐を通す穴は後述していますがオーバハングでうまくプリントできなかったので後で修復した跡です

サポート除去

今回はサポートなしなので特に除去作業はしません
変わりにオーバハング部分がどうなったか確認しましたが思って以上にしっかり印刷できたかなと思います
ただほつれは当然あるのでそこはヤスリやハンドルータ、ヒートカッターなどで修復しました

一部だけですがほつれがありました
表から見ると若干この部分だけムラになっていた部分です

修復

耳の部分や空気穴がおかしいところはハンダゴテを使って修復しました
紐を通す耳の穴に関しては繋げてしまいました
プリントする時から繋がっていればプリント的には安定すると思います

プリント直後はこんな感じでオーバハングに耐えられずほつれてしまいました

それを余ったフィラメントとハンダゴテで修復してあげました
ハンダゴテで修復すると温度が高すぎるのかすぐにフィラメントがコゲてしまい写真のように若干黒ずんでしまうのが難点です
もう少し温度の引くいこてならこうならないかも、、

さすがに紐はないので既製品のマスクから取ってきます
新品からはもったいないので使用済みマスクから持ってきます
どうやって固定するか悩んだのですが一応糸で刺繍しました
交換するのを想定しないならコテで焼いちゃっても良かったかもしれません

結びだけだと簡単に取れちゃいそうでした
今回は既製品から紐を作りましたが、マスク用ゴム紐なるものが売っているのでそれを購入して付けてもいいと思います

とりあえず完成

こんな感じです
これだけだとジェイソンのマスク感がすごいです

裏はこんな感じ
ハンダゴテで修復した部分のよごれを紐でうまく隠せたかなと思います

ガーゼがなかったのでとりあえずティッシュをあててみました
固定できないので外すたびにスルスル滑ってきちゃうのが難点です
これはちょっと問題かもしれません

つけてみる

実際に付けてみました

硬いマスクですがつけごごちは悪くないです
PLA の部分が直接肌に触れるとひんやりペタペタします
やはりガーゼというかあて布になるものがスルスル滑るのが気になりました
四隅にのりや両面テープをつけて固定してもいいかもしれません
とにかく何かしらの工夫は必要そうです

写真を見てもわかりますが何に当ててるティッシュが透けるくらい薄いです
なので中に色物やキャラクターもののガーゼを当てていると外からわかってしまうかもしれません

意外と隙間はない感じですがやはり素材の関係上、肌に密着する感じは不織布マスクよりかはない感じです
ガーゼの大きさなどを大きくしてカバーするしかないかなと思います

最後に

ウワサのマスク 3Dプリンタをやってみました
マスクとしての実用性と効果がどれほどあるかはわかりませんが、せっかく作ったのでちょっと使い続けてみようかなと思います

形状が複雑なのでプリンタによってはうまくプリントできない可能性もありそうです
stl ファイルを編集してプリントしやすいようにしてあげるのも手かなと思います
今回はサポートなしでやりましたが接地面が安定するのであればサポートありでも全然良いと思います

2020年3月13日金曜日

1.75mm 500グラムのフィラメントで印刷できたもの一覧

忘れないようにメモしておく
これくらいのフィラメントでこれくらい印刷できますっていう情報はあんまり見かけない気がするので

印刷できたもの一覧

全 30 種類
ヒンジなど複数の部品で一つのものは 1 としてカウントしています
写真に含まれていないものが 1 つで印刷ミスで廃棄したのが 2 つあります

だいたいで大きさ別に分けると以下の通りです

  • 大・・・ 4 個
    • フライパン
    • フライパン取っ手
    • トミカレールの土台
    • ヘラ
  • 中・・・ 6 個
    • ドーナッツ
    • ドーナッツ上部分
    • 取っ手 x 2
    • S字フック
    • トミカレール
  • 小・・・ 20 個
    • コイン x 6
    • 四角枠 x 2
    • ミニプラレール x 4
    • ヒンジ
    • ソレノイド用箱
    • バルーンスティック x 2
    • ヘラ取っ手
    • 口紅ケースみたいなやつ (初回のテスト印刷)
    • 印刷ミス x 2 (バルーンスティック土台、ヘラ取っ手一部)

まとめ

1.75mm 500g のフィラメントで大小すべて含めて 30 個ほど印刷したので備忘録として残してみました
今度は 1kg のフィラメントを使うのでそれの目安にはなるかなと思います
当然ですがモデリング時に寸法やオブジェクトの形状をミスらないようにするのが大事かなと思いました

ちなみにほとんどの印刷は積層ピッチ 0.02 でインフィル 15% の設定で印刷しています
当然ピッチを下げたりインフィルを上げればもっとフィラメントを消費するのでプリントできる数も少なくなると思います

今回は一番大きいサイズの印刷がだいたい 15x15x8 くらいだったのですがそれくらいのサイズだと 5 回くらい印刷したら全部なくなってしまう気がします

2020年3月7日土曜日

3Dプリンタおじさん

最近 3D プリンタを買っていろいろモデリングしてプリントしているので紹介します
木材 DIY と電子工作についで 3 つめの DIY カテゴリにしたい
そしてかなりおもしろい

プリンタ紹介

購入したのは QIDI TECH の X-Smart という機種です
3D プリンタとしてはミドルエンドな機種かなと思います

QIDI TECH 3Dプリンター 新モデル:X-Smart,完全にメタル構造,3.5インチのタッチスクリーン

3D プリントも最近は 1 万円台で買える機種もありいろいろ迷ったのですがプリントの精度やフィラメントの対応、使いやすさ、サポート体制などを考えてこれにしました
扉もついているので子供が間違って手を突っ込む心配も少なそうです

個人的にはフィラメントを PLA 以外に ABS も使いたかったのが選択した要因としては大きかったかなと思います
ちなみに X-Smart は PETG というフィラメントにも対応しています
すでに組み立て済みなのでセットアップもそこまで大変じゃないかなと思います

作品

ということでとりあえず作った作品を紹介します
モデリングツールは blender 2.8 を使っています

プラレールミニのレール

印刷時間: 2時間2分

ガチャガチャで手に入るミニプラレール
ガチャガチャだと電車が当たったりレールが当たったりするのでレールだけほしかったため作成
レールのタイプは 4 タイプ作成して「直線 5cm」「直線 10cm」「カーブ 5cm」「カーブ 10cm」ある
大量にプリントすることで本格的に楽しめる

コイン

印刷時間: 46分

お店屋さんごっこに使う
写真だと 3 枚しかないが大量に生産すると結構おもしろい

バルーンステック

印刷時間: 1時間43分

よく風船を配っているときについているスティックのやつ
家の中で風船で遊ぶこともありあったらおもしろいかなーと思って作成
ポイントは棒が着脱可能なこと
棒だけで遊ぶこともできるし棒を別のものに再利用することもできる
またあとで紹介するがスタンドに挿して飾ることもできる

バルーンステック土台

印刷時間: 57分

バルーンステックの棒をさして管理することができる土台
土台というか壁掛けと使う
現状は 3 本までさせる

壁掛けはこんな感じ
ただ後で気づいたが棒の長さが同じだと他の風船と干渉して 3 つはさせない

ミニ蝶番

印刷時間: 50分

とりあえず木材の箱用に作成
スケールすれば大きい箱にも使える
作成時のポイントは棒の半径を少し小さめに抑えること
モデリング時はたいていピッタリで採寸すると思うがそれだとプリント時にたいてい入らない
おそらく理由は積層ピッチやインフィルが影響しているはず
また棒をプリントする場合は細すぎると失敗するのでご注意

木材のミニ箱に取り付けた感じは以下の通り
ネジが飛び出しているのはご愛嬌で

ドーナッツ

印刷時間: (本体) 1時間9分 + (上のやつ) 40分

お店ごっこで使う
上にかぶせるのはチョコレートみたいな色に着色したい

取っ手

印刷時間: 1時間36分

木材の DIY で箱を作ったときに取っ手がほしくなったので作成
PLA の場合は強度が弱いのでそれが心配
ネジで固定する場合はインフィルを少し上げたほうが固定力が高まると思う

ちなみに角を取っていないバージョンも作っています

まとめ

X-Smart は初心者から上級者まで楽しめる 3Dプリンタかなと思います
今は付属の PLA での印刷がメインですが別の色や ABS のフィラメントも購入してもっといろいろとプリントしてみたいです
もしくは PLA に着色するのもありかなと思います

あとは Python API と Face Building ってやつも試してみたいかな

2020年2月11日火曜日

自分の DIY 作品まとめ

結構自作した作品がたまったので忘れないようにリスト化
今後も新しいのができたら追加する
個別の記事やスライド、動画として公開しているものもあるのでそれらはリンクしておく

電子工作

トイレまきまきくん

ロータリエンコード + Raspberrypi Zero で作成したデバイス
使ったトイレットペーパーの長さを Slack や Twitter に通知してくれる

詳細は以下のスライドかこちら

エアコンさん

ESP-WROOM と赤外線送信を使ってエアコンの信号を飛ばすデバイス
Slack や LINE からエアコンを制御することができる

詳細はこちら (動画あり)こちら (Qiita 版)

ATtiny85 ライター

Arduino Pro mini を使って ATTiny85 のライターを作成
Arduino のマイコン処理を小型化したいときに使える

詳細はこちら

自動タップくん

Arduino Pro mini + サーボモータを使ってスマホ画面をタップし続けるデバイス
iOS ならスイッチコントロールと併用することでいろいろな作業を完全自動化できる

詳細はこちら (動画あり)

LED ライト

電池 2 本で動作する LED ライト
LED は赤色で 5 つ使用で並列に接続しているだけ
ハンダの練習になっていい

ソレノイドで車をトミカを押し出す

5V のソレノイドが余っていたので作成
トミカをセットしてボタンを押すと発射してくる
電源は電池でもよかったがリチウムイオンポリマー (400mAh) が残っていたので使用
ブレッドボード上でテストして最終的にユニバーサル基盤上にはんだした

また 3Dプリンタで作成した枠を取り付けた感じは以下の通り
ボタンを押すとソレノイドが動作する

木材工作

子供用の机、椅子

2x2材と1x4材で作成した子供用の机と椅子

詳細はこちら

工具箱

165円の合材と 110円ベニヤので作成した工具箱
取っ手の穴も自分で開けた

工具箱ミニ

工具箱の余った木材で作成

積み木

1x4 の余った木材で作成
適当に切ってヤスリで面取りしただけ
ノコギリでまっすぐ切る練習にもなる

1x4 の余った木材を組み合わせて作成
釘打ちの練習にもなる

卓上ゴミ箱

1x4 の余った木材を組み合わせて作成
上記の枠と同じ仕組み

詳細はこちら

ダーツボードの柱

ディアウォールとパイン材の一枚板を組み合わせて作成
位置をしっかり合わせる必要があるのが大変だった
今思えばパイン材である必要はなかったので木材の質を落とせばもっと予算は抑えられたはず

詳細はこちら

重ねることができる机

適当に購入したベニヤと 2x2 材の余りで作成
写真では見えないが足のところにダボ材が埋め込まれており上下の机をちゃんとつなぐことができる
もちろん外すことも可能

簡易机

地味に一番使っている机
パイン材の余りで作成
足の角度などがガタガタだし合材なので折れまくったが補修して使い続けている
本当は足の部分は横木を当てて補強するべき

ビー玉ころころ

工具箱と工具箱ミニの余り木材で作成
ビー玉が外に出ないようにダンボールで壁を作成したが本当はアクリル板とかプラ版とか透明な素材でカバーしたかった
左上からビー玉を入れて右下に落ちてくる

ニトリの収納箱互換の箱

380 円で買ってきた木材を組み合わせて作ったニトリの収納箱互換サイズの箱
収納箱が足りてなかったので自作した
3D プリンタで取っ手をつけている
右側が分かれれているのは木材を切る寸法を間違えたので応急処置としてそれっぽくしたため

3Dプリンタ

初回作品

とりあえずまとめて作った「プラレールミニのレール」「コイン」「バルーンステック」「バルーンステック土台」「ミニ蝶番」「ドーナッツ」「取っ手」は別記事にまとめているのでそちらを参照してください

初回以降に追加した上記のプリント物は以下の通り
バールンスティック白

フライパン

印刷時間: 10時間以上

おままごと用のフライパン
印刷可能なサイズのギリギリくらいのサイズで作成したのでかなり時間がかかった
取っ手の部分がハートになっているがポイント
また取っ手の部分と本体の部分は取り外し可能な方式にした

ヘラ (のようなアイスのような)

印刷時間: 4時間くらい 

ヘラのサイズ感を完全に間違えてしまったのでアイスのようになってしまった
取っては着脱式になっておりフライパンでも使える
が、取っ手のプリントにミスったので短く使いづらい

S字フック

印刷時間: 1時間4分

こういうのが簡単に作れるのが 3Dプリンタのいいところだと思う

トミカレール

印刷時間: 土台 4 時間、並行レール 2 時間、スライダーレール 4 時間

トミカを走らせるレールが欲しくて作成
土台は積み重ねることが可能

真っ直ぐなレール

土台に設置する坂のレールも作成
これに真っ直ぐなレールが接続可能
また坂レールは結構長いため分割してジョイントする感じ
ジョイント方式のほうがキレイに印刷もできるけどモデリングは大変

こんな感じで接続して坂になる

そして全部合体したのがこれ
ちなみに途中で白になっているので付属の 500g のフィラメントがなくなり新しく白のフィラメントを 1kg を調達したため
500g で印刷できた一覧は別記事でまとめている

トミカレールはもっと大量に作成してモータとかソレノイドを使って全自動にしたい

坂のレール追加分

ソレノイドボックス

印刷時間: 箱 30 分、ボタン 10 分

電子工作で作成したソレノイドの専用の箱
タクトスイッチを押しやすくするように拡張できるボタンも作成
写真では蓋がないがこれに蓋が付くとボタンが押しやすくなる

マイク

印刷時間: 4 時間

おもちゃのマイク
当然分解可能

組み合わせるとこんな感じ
いい感じに印刷できた作品の一つ
大きさもそうだし印刷ミスしている部分をかなり少なくすることができた

Bosch の互換木材

印刷時間: 1 つ 1時間30分くらい

Bosch Klein のワークショップで利用できる木材の互換
ネジを使って組み合わせることができる

通常は横にしか展開できないが縦に展開できる木材も作成

こんな感じで立体的に組み立てることができる

Dyson の拡張ノズル

印刷時間: 3 時間

極細でかつ長めのノズルがほしかったので作成
細い隙間に入り込んで掃除できる
長さが 30cm ほどありさすがに長過ぎるので分割してモデリング & 印刷

合体した様子
先端の付け根の部分が若干小さくなっている

本体に合体した様子
ずれないようにするポイントがギリギリだった様子
若干計測をミスったが問題なく使えている

アーテック互換ブロック

印刷時間: 30分

大量生産可能
むしろ大量生産しないとつまらない
他の形のブロックも作れそう

とりあえず 9 個一緒にプリントしてみた

学研のニューブロックっぽいやつ

印刷時間: 1 パーツ約 20 分

本当はサイズを互換で作成したかったのだが手元になかったのと Web で調べても出てこなかったので 1cm 四方で作成
穴がピッタリ 1cm だときつきつで取れないのでハンダなどで修正した
だいたいの種類はモデリングできたはず
ブロック系のプリントは本当にサイズ感がシビアで難しい
インフィルは 15% -> 10% で作成

麻雀牌

印刷時間: 40 分

軽いけど小手返しとか内切りとか練習するのには使えそう
細かい漢字の部分もちゃんと印刷できてたけど盲パイするとすぐに取れちゃいそう
イーソウとかはさすがに厳しいかな