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DIY (日曜大工) とものづくり・実験:3 次元印刷 (3D printing)・CAD

3D らせん印刷で 16 cm の中空球がつくれた

3D らせん印刷という独自の 3D 印刷法によって,地球儀など,中空の球をつくってきたが,ちいさい球が中心だった. 10 cm の地球儀もつくってきたが,しばしばゆがんだかたちになっていた. 最近,印刷プロセスを最適化して,直径 2 cm 以下の球から 16 cm までの球がだいたいうまくつくれるようになった.

いま使用しているプリンタは直径 20 cm くらいであり,16 cm でもうまく調整しないとヘッドがベルトなどにぶつかる. これがぎりぎりのサイズだ. 10 cm から 16 cm のものまで,写真をのせておく (下の写真). 以前つかっていた Rostock MAX ならばもっとおおきい球もつくれるはずだが,現在,故障していて修理が必要だ.

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16 cm の球をうまくつくるには,フィラメントのピッチをうまく選択し,さらに吐出量を調整する必要がある. 最初はピッチもちいさめで吐出量もすくなめにしていたため,かたちがくずれてしまった (下の写真). 直径 8 cm 以下ではほとんど問題がおこったことはないが,10 cm になると同様の問題がおこっていた.

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ピッチは最初プログラム上で 0.275 mm を指定した (実際にはそれよりややおおきい) が,これを 0.325 mm にまで拡大した. ピッチがちいさくても吐出量をふやさなければ変形しやすくなる. ピッチがちいさいまま吐出量をふやすと,フィラメントがあまって極付近ではしわがより,赤道付近では光沢がなくなって魅力がうすれる. ピッチを拡大するとこれらの問題は解決される.

16 cm の球の印刷に成功するまでに,まず,これまで歩留まりがわるかった 10 cm の球の印刷を調整するところからはじめた. 10 cm のときはピッチ 0.275 mm でうまく印刷できた. 印刷時間は 45 分を目標にしたが,それではむずかしく,50 分くらいかかるようになった. こうやってしだいに直径を拡大し,ピッチと吐出量を調整していった. それらのパラメタと印刷時間,重量を表にするとつぎのようになる.

直径フィラメント・ピッチ吐出量印刷時間重量
100.2753500 mm50 分24 g
120.35000 mm70 分32 g
140.3259000 mm90 分58 g
160.3512000 mm130 分85 g

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