PHPプログラムで制御する3Dプリンタ入門

第2回 3Dプリンタが苦手な形をプログラミングで作るには

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前回は穴のある立体を扱いました。今回は,いわゆる3Dプリンタではうまく出力できないケースを取り上げてみたいと思います。

その前に,出力したデータがどうなっているのか,画面上で確認してみましょう。

前回作ったキートップは,上の画面のようになっています(マウスでドラッグして回転させることができます)⁠すべて,小さな三角形に分割されているのがわかります。この画面はデータの確認に便利なよう,三角形と三角形のあいだに隙間を作ってありますが,実際にはぴったりとつながっています。そして,面が手前を向いていると太い線で,面が逆を向いている場合は細い線で表示されます。これも,データ中のベクトルが正しいかどうかを確認するためのものです。

ルーバーの部品を作る

今回作るのは,下の画面のような形です。これを使って写真1のようなルーバーを作ることができます。ホームセンターなどでアクリル板を5cm幅に切ってもらい,3Dプリンタで出力した部品にはめ込みます。プラダンのような不透明なものを使えば,風は通すのに中は見えない,といった使い方ができます)⁠

写真1 完成したもの

写真1 完成したもの

※)
実際に使うときは,強風で壊れて人にケガなどさせないよう十分にご注意ください。

さて,この形を3Dプリンタで作ると,どこが問題になるでしょうか。それは,ネジ棒を通す横穴の部分です。下の層から積み重ねていくと,この部分は下の支えがありません。そこで,図1のような六角形にしました。もし図2のような向きにすると,狭まるところが45°よりも浅くなるため,出力できなくなります。

図1 横穴の形状

図1 横穴の形状

図2 向きがずれると出力できない

図2 向きがずれると出力できない

図3の向きであれば,45°より深くなりますし,上に乗る層は平らなので写真2のようにまたがる形で出力することができます(これは出力ソフトが自動的にやってくれます)⁠この穴に,3mm(M3)の全ネジの棒を通します。

図3 幅が狭ければ,またがって出力できる

図3 幅が狭ければ,またがって出力できる

写真2 実際の3Dプリンタ出力

写真2 実際の3Dプリンタ出力

横穴のあるデータの作り方は,2つの方法があります。1つめは,図4のように,最初の段階で余分な点を登録しておき,これを曲げて島を分離させる方法です。前回説明したように,同じ座標を往復する線は自動的に相殺されますので,きちんと島だけ残ります。今回使うのはこの方法です。

図4 方法1:CDとHIは相殺される

図4 方法1:CDとHIは相殺される

もう1つの方法は,幅ゼロの隙間を用意しておき,あとで広げる方法です図5)⁠これも,同じ座標を往復する線は互いに相殺されますので,最初の時点では分割されずに出力されます。

図5 方法2:BCとDEは相殺される

図5 方法2:BCとDEは相殺される

著者プロフィール

木元峰之(きもとみねゆき)

独立系ソフトハウスに8年間勤務,パッケージソフトの開発や記事執筆などを行う。現在はフリーのコンサルタント。SWESTなどのワークショップで分科会のコーディネータを務める。デジタル回路設計歴30年,プログラミング歴27年。

きもと特急電子設計
URL:http://business.pa-i.org/

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