3Dプリンタを使おう

@mgwsuzuki

2013/11/10

1 @mgwsuzuki 2013/11/9

3Dプリンタ概観

• これ以外にも製造方式がある • 以下、The Replicatorの使い方を説明する

材料(フィラメント)

フィラメントを溶かして描画するextruder

プラットフォーム 110℃程度になるので注意!!

2 @mgwsuzuki 2013/11/9

どうやって製造してるの?

• 直径0.4mmの糸を積層するイメージ • 土台が無ければ積層できない！！

– サポートの自動挿入で対応はできる

• 約0.1mm以下の積層はできない！！ – これがデザイン上の制約 – ただしXY平面の解像度は高い

3 @mgwsuzuki 2013/11/9

ツールと役割

• CAD – Computer Aided Design

– 作りたいもののデザインを支援する

– (原則として)製造方法は考えない

• CAM – Computer Aided Manufacturing

– 製造するための方法を支援する

– 機械をどのように動かせば製造できるか

– Toolpath (機械を動かすパス)を考えてくれる

4 @mgwsuzuki 2013/11/9

ソフトウェアとファイルのつながり

• Toolchainとか言われる

3D CAD

STL ファイル

CAM

Gコード ファイル

3Dプリンタ

ツール例: SketchUp

3Dの形状のデザインデータ

ツール例: Makerware

ツールを動かす手順ファイル ex: ヘッダの位置、吐出制御

オブジェクトの出力

5 @mgwsuzuki 2013/11/9

3D CAD

• 少し前なら数十万円する高価なソフトウェア

• 最近は無償アプリが出てきた

– SketchUp

– DesignSpark Mechanical(要ID登録)

– Autodesk 123D Design(要ID登録)

• STLファイルが出力できればよい

6 @mgwsuzuki 2013/11/9

SketchUp • 動作快適でわかりやすい • プラグイン拡張可能 • http://www.sketchup.com/intl/ja/index.html • STL出力は要プラグイン

7 @mgwsuzuki 2013/11/9

CAM • Makerware (MakerBot社専用) • STLファイルを読み込んでツールパスを作る • モデルの操作は最小限 - 移動、回転、反転、スケール

8 @mgwsuzuki 2013/11/9

出力 • Buildボタンを押したら後は待つだけ • プラットフォームは100℃以上なので注意

9 @mgwsuzuki 2013/11/9

SketchUp 最初の一歩

• SketchUpの準備

• オブジェクトを作る

• STLを出力する

• このスライドを作るために作ったファイル

– https://github.com/mgwsuzuki/memo_stand

10 @mgwsuzuki 2013/11/9

SketchUpの準備

• SketchUp 8(Proではない)をダウンロード – http://www.sketchup.com/intl/ja/download/

• STLを出力するためのプラグイン – http://rhin.crai.archi.fr/rld/plugin_details.php?id=429 – su2stl.rbsを以下のディレクトリへ – C:¥program files¥google¥google sketchup X[バージョン]¥plugins

– Macなら以下のディレクトリへ – Users/ユーザー名/Library/Application Support/Google SketchUp

X[バージョン]/SketchUp/Plugins

• Pluginsは多数あるのでお好みで – http://www.sketchup.com/download/plugins.html – http://www.sketchup.com/intl/en/download/rubyscripts.html

11 @mgwsuzuki 2013/11/9

単位とtemplete • 実際にモノを作るので、具体的なサイズを意識する必要がある • 小型の3Dプリンタなので、お勧めの単位はミリメートル • 起動直後のtempleteで”Product Design and Woodworking – Millimeters”を選択する

12 @mgwsuzuki 2013/11/9

軸と平面

• XY平面は3Dプリンタのプラットフォームに対応する平面 • XY平面に図形を書いてpush/pullでZ軸の高さを指定する

X軸: 赤

Y軸: 緑 Z軸: 青

XY平面

Large Tool Set View->toolbers-> Large Tool Set

13 @mgwsuzuki 2013/11/9

四角形を作る

• “rectangle”でXY平面に四角を書く • “push/pull”で四角を上にドラッグする • 横方向にも引き出すことができる

14 @mgwsuzuki 2013/11/9

視点の移動

• 左のアイコンが回転、右のアイコンが移動 • マウスのホイルボタンを押したら回転 • Ctrl+マウスのホイルボタンを押したら移動

15 @mgwsuzuki 2013/11/9

STL出力

• Plugins → Export STL • 単位はMillimetersとする

16 @mgwsuzuki 2013/11/9

メモスタンドを作ろう

• 横70mm, 奥行30mm, 高さ17mm 17 @mgwsuzuki 2013/11/9

グリッド線を書く

• grid.skp参照 18 @mgwsuzuki 2013/11/9

底面をスケッチする

• bottom_sketch.skp • スケッチした図形が紫色になるようにする

19 @mgwsuzuki 2013/11/9

底面に厚みを持たせる

• bottom_pushpull.skp • 下方向に厚みをつける • タブキーを押して”1.2mm”と入力すること

20 @mgwsuzuki 2013/11/9

ポールをスケッチする

• pole_sketch.skp • グリッドの交点に半径4mmの円を書く • タブキーを押して”4mm”と入力する

21 @mgwsuzuki 2013/11/9

ポールを高くする

• pole_pushpull1.skp • 円が網掛けになっていることを確認してクリック • タブキーを押して”15mm”と入力する

22 @mgwsuzuki 2013/11/9

同じ高さにする

• pole_pushpull2.skp • push/pullで持ち上げた後、同じ高さにしたい面をクリック

23 @mgwsuzuki 2013/11/9

完成

• memo_stand.skp • 3つめのポールも作って完成 • STLファイルにexportする

24 @mgwsuzuki 2013/11/9

アレンジしてみる

2013/11/9 @mgwsuzuki 25

MakerwareでSTLを読み込む

• Addを押してSTLファイルを指定する • Put object on paltform? というダイアログが出るのでMove to Platformを選択

26 @mgwsuzuki 2013/11/9

Extruderを割り当てる

• オブジェクトを選択 (黄色の枠が付く) • 左下のObjectをクリック • ExtruderをLeftに設定する

27 @mgwsuzuki 2013/11/9

出力する

• Makeボタンをクリック • ダイアログのように設定

28 @mgwsuzuki 2013/11/9

絵からロゴを起こしてみる

• 絵を用意(jpg, pngなど) • File -> Importで絵を選択 • 最初に原点を設定し、次にサイズを決める

29 @mgwsuzuki 2013/11/9

LineとArcで文字をスケッチする

• XY面が正面に見えるようにorbitで視点移動 • LineとArcは要所でスナップするので便利 • 閉曲面を作ること (紫色に変わる)

30 @mgwsuzuki 2013/11/9

字を盛り上げる

• Push/pullツールを選択し、スケッチをクリックする • 3mmに正確に盛り上げるためキーボードで”2.5mm”と直接入力する • 右下に入力されたことを確認してenter

31 @mgwsuzuki 2013/11/9

出力

• 裏に磁石を接着すればホワイトボード用マグネットの完成

2013/11/9 @mgwsuzuki 32