国際ロボット展 １

東京ビッグサイトで開催されている国際ロボット展に行きました。
今週はIROSというロボットの分野で結構大きい国際会議が同じく東京ビッグサイトで開催されていました。

様々なロボットがあってなかなか楽しいですが、３Ｄプリンタもいくつか出展されていたので、見てきました。

丸紅情報システムズのDimension

造形されたレンチ

また別なブースで小型の3Dプリンタがありました。

Afinia

造形サンプル

ＡＦＩＮＩＡに関して安い割に、出来は結構いいです。小さいものならCubeXより精度高いです。
細かい部分に少し粗さが見えるものの、写真右下にある青いベアリングも回っていました。
ブースで説明していた人によると、フィラメント樹脂としてABSにナイロンが混ざったものを使っているらしいです。
使えるのは一色までで、細かい部分まできれいです。しかし、大きい物体はできないそうです。

IQLightというものを作ってみました。
IQLightについて、詳細はググってください。
要はデザイン的な間接照明っぽいものです。
単純なパーツを複数使って幾何学的な組み合わせで作ります。
原材料はポリプロピレンを使いました。
ポリプロピレンは耐熱性・耐薬性の樹脂で、熱可塑性もあり日常で使ういろんなものに使われています。

薄くて不透明です。

パーツ

こんな感じのパーツを大量に作ります。それらを幾何学的に組み合わせます。

完成

で、こんな感じにできます。30枚ほど使って作っています。
この中に電灯を入れると間接照明になります。
ほかにも組み合わせ方を変えると何種類かできるようです。

以前、レーザー加工機で作ったフィラメントホルダーをテストを兼ねてチェスの駒を３Ｄプリンタで出力しました。

黒PLA
0.1mm積層です。
サポート材は黄色ABSです。

３ＤデータはthingiverseからＤＬしました。
右に二つknightがありますが、黄色ABSのサポート材がついていて剥がすのが大変です。

kingとqueenは最後の部分が変形していて区別つきません。
0.1mm積層とはいえ、こういう細かくて小さいものはCubeXでは難しそうです。

３Ｄプリンタで使用する樹脂フィラメントの交換について先日レポートしました。その購入したフィラメントを、ホイールに巻き直すのが面倒なので、そのまま使うための台を作ってみました。

ただし、３Ｄプリンタではなくレーザー加工機でアクリルをカットして作りました。

アクリル板の切れ端

横部分

橋渡し部分

橋渡し部分は、ホイールの内側の構造的にうまくはまらなかったので、また作り直しました。

完成

ということでフィラメントホルダーを作りました。

下の図のような感じで5mm厚の板用に作っています。

pdf pdf2 

作成したホルダーを使って３Ｄプリンタで出力してみましたが、軽すぎたようで引っ張られていきます。なので、小さな鉄の塊を下に置きました。
それ以外は特に問題なく動いていました。

先日３Ｄプリンタで失敗していた部品を作り直しました。ロボットの部品のつもりで作りました。

右が先日の失敗作で左が成功。ただし、下から数mmのところに積層ずれ有り。
３Ｄプリンタで部品を作る際に、造形方向を何種類か変えて試してみました。

4つはすべて同じではないですが、ほとんど似たような部品ですが、4方向で造形しました。
結果、部品としては縦置き（両端）のものが横置きよりきれいな気がします。垂直方向に穴を作成するとあまりきれいにはなりません。
ここで使っているCubeXという３Ｄプリンタに特化した話かもしれませんが、積層方向(垂直方向)の精度の方が水平方向より良いようです。

サポート材(ABS)を取り除くまでにかかった時間もそれぞれ計ってみました。
左から1:52(1分52秒), 0:49, 2:07, 1:05です。
もっとも取りやすいのは左から2番目です。理由はおそらく、サポート材と接触している部分が単純な平面が多いからです。もっとも時間がかかっているのは左から3番目ですが、比較的複雑な部分のサポート材を取るのが難しいです。

今回得た教訓（コツ）としては

1. できるだけサポート材が要らないように造形方向を考える
2. 単純な面を下に、複雑な部分は上に向ける
3. 穴は横向きに
4. 積層エラーによるやり直しも見越して計画すべし

といったところです。

レーザー加工 石

ある日、手書きのクマの絵を持ってきた女の子がいたので、ディジタル化してレーザーでプラスチックに彫刻してあげたことがありました。そうしたら今度は石を持ってきました。なので、今日は石を加工してみました。
石の表面にクマの絵を彫刻しました。
パラメータは強度9.0%　速度20.0%です。

石の彫刻中

 石は凹凸があり平坦でも水平でもないので、彫刻のムラができます。図の石、左下が描画できていません。焦点距離を合わせたつもりだったんですが、強弱に差ができてしまったらしいです。台を上げて調節しつつ何回かに分けてレーザーを照射しました。
それで何とか成功しました。

成功

ただし、ここに至るまでに失敗したものがあります。

失敗１

石は燃えることはないから大丈夫だろうと思って、レーザー強度を100%にして加工してみましたが.....

失敗２

結果は、レーザーの威力が強すぎて、石の表面ごと砕けてしまいました。
かろうじて上の方はクマの顔が見えますが、これは途中でレーザーを止めたせいです。
あのまま止めずにいたら表面すべて溶けていたかもしれません。

石を加工する際の注意点は

1. 燃えないからと言って強度を強くしすぎてはいけない！
2. 加工面はできるだけ水平になるよう努力すべし
3. もし水平にならなければレーザーとの距離（高さ）をこまめに変えて加工する
4. それなりに難しいので、前もって試し切りすることをお勧めします

朝来たら３Ｄプリンタの出力失敗していました。

黒いPLAでロボットの部品を作成していました。
途中から積層がずれています。
下の台自体がずれていました。

凹凸ができる　→　ノズルがぶつかる　→　台ごと動く　→　積層ずれる　→　下の積層が無い部分は塊をつくる　→　凹凸...

という悪循環が起こるらしいです。
朝、期待していたのに悲しい。