Amersa Project

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06May
- 芳香族アミノ酸の分子模型
  ボールとソケットの組み合わせで分子模型を作っています。残念なことに、ボールとソケットの数の問題で、今までの部品では作れないアミノ酸があることが分かりました。例えばベンゼン環を持ったアミノ酸では、どこかで必ずボールが２つ余ってしまい、ソケットが足りません。そこでベンゼン環用に、少し複雑な部品を作ってみます。写真の左は3D CAD のモデルで、右は実際に出力したものです。ソケット2つが上向きになるように、C3型を３つ組み合わせてみました。この部品で、１つのボールをソケットに変えたことになります（※）。ベンゼン環を持ったアミノ酸は、フェニルアラニンとチロシンです。今回作った3C3型を組み込んで、組み立ててみます。写真の左がフェニルアラニンで、右がチロシンです。少し複雑な部品になりましたが、何とか模型ができました。なかなか簡単には作れないアミノ酸もあるようです。 XYZプリンティング 3Dプリンターダヴィンチ miniMaker PLA/タフPLAに対... 29,688円 Amazon （※）正確には、C3 + C3 + C3 = (ボール2個 + ソケット1個) × 3部品 – (ボール1個 + ソケット1個) × 2結合= ボール4個 + ソケット1個となるところを、3C3 = ボール3個 + ソケット2個に変換しています。
06Feb
- 黄色フィラメントで含硫アミノ酸模型
  アミノ酸の中には、硫黄原子を含むアミノ酸があります。分子模型では硫黄原子は黄色で表現されることが多いようです。黄色フィラメントを購入して、硫黄原子をプリントしてみます。とりあえず、以前作ったO2型の原子を、黄色で32個印刷してみました。これでS2型になります。硫黄が含まれるアミノ酸はシステインとメチオニンです。システインの覚え書き・唐辛子、ニンニクなどに多く含まれる・髪の毛、皮膚や爪をつくるのに必要・体内ではメチオニンから作られる・化学式はC3H7NO2Sメチオニンの覚え書き・９種類の必須アミノ酸の中の１つ・卵やチーズなどに多く含まれる・１日の必要量は 10.4 mg/kg/日・化学式はC5H11NO2S以前にプリントした他の原子の部品も使って、システインとメチオニンを組み立ててみます。写真の左がシステインで、右がメチオニンです。黄色まで入ると、とてもカラフルな分子模型になりました。 XYZプリンティング 3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.0w 無線LAN対応モデルフィ... 59,832円 Amazon
06Jul
- ４アミノ酸模型の同時出力
  カラー分子模型を作るための、基本的な部品が３Dプリントできました。今回はいくつかのアミノ酸を同時に出力してみます。作成するのはアスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グルタミンです。前回は2つのアミノ酸を出力して、部品の数が分かりにくかったので、今回は部品表を作って整理して、同時に出力できるCADデータを作成します。１．部品表まず、それぞれの原子部品に簡単なIDを付けましょう。写真の左から、H1、C4、C3、N2、N3、O2、O1とします。水素はH、炭素はC、酸素はO、窒素はNです。付いている数字は、結合の数です。例えばC4だと、4つの原子と結合できる炭素です。次に、それぞれのアミノ酸に必要な数を整理します。 H1 C4 C3 N3 O1 O2 アスパラギン酸 5 2 2 1 2 1 アスパラギン 6 2 2 2 2 0 グルタミン酸 7 3 2 1 2 1 グルタミン 8 3 2 2 2 0 すると、今回必要な部品数は以下の通りです。 H1 C4 C3 N3 O1 O2 21 10 8 6 8 2 ２．同時出力CADデータ3Dプリンターのステージは、15 cm × 15 cm の広さがあるので、できるだけたくさん並べます。上のCADデータは、左がH1,O1用を100個、右がC4を25個並べたものです。これらのデータをプリントしてみます。写真の左上から、H1（100個）、C4（25個）、C3（32個）。左下から、O1（100個）、O2（32個）、N3（32個）です。３．組み立て全てのアミノ酸に共通な、アミノ基とカルボキシル基からなる部分を作ります。上の写真は共通部分を４つ分組み立てたところです。次にそれぞれのアミノ酸で異なる部分を作ります。写真の左上からアスパラギン酸、アスパラギン、左下からグルタミン酸、グルタミンになる部分です。これらの部分を組み合わせて、４つのアミノ酸が出来ます。左上から、アスパラギン酸、アスパラギン、左下からグルタミン酸、グルタミンです。３Dプリンターがあれば、必要な部品はすぐに好きなだけ印刷できるので、分子模型は作り放題です。 3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.0 37,800円 Amazon
06Jun
- 青色フィラメントで塩基性アミノ酸模型
  ３Dプリンターのフィラメント色を変えながら、カラーの分子模型を作っています。透明で水素、黒で炭素、赤で酸素の模型を作ったので、今回は青で窒素です。購入したフィラメントはクリアブルーです。早速、原子部品を出力してみましょう。写真の左が単結合用の原子で、右が二重結合用の原子です。20種類のアミノ酸の中で、特に窒素の多いものは塩基性アミノ酸です。アルギニンやリシンが代表例です。アルギニンの覚え書き・非必須アミノ酸だが食物から摂取が必要・肉類、魚介類、大豆などに多く含まれる・成長の促進や免疫力の増強に効果がある・含まれる原子の数はＣ６Ｈ１４Ｎ４Ｏ２リシンの覚え書き・必須アミノ酸で制限アミノ酸になり易い・穀物に少ないが動物性たんぱく質に多い・シェルドン・クーパーが好きなアミノ酸・含まれる原子の数はＣ６Ｈ１４Ｎ２Ｏ２非必須だけど摂取が必要だったり、制限アミノ酸になりやすかったり、結構重要なアミノ酸ですね。それでは、アルギニンとリシンを組み立ててみます。写真の左がアルギニンで、右がリシンです。確かに青色が目立つアミノ酸です。クリアレッドの酸素を組み入れた時も感じましたが、爽やかな色合いの分子模型になりました。今回は、１度に２種類のアミノ酸を作ったためか、何の部品が何個必要なのか非常に分かりにくかったです。ダヴィンチ Jr./ダヴィンチmini専用フィラメント:クリアブルー(PLA樹脂) 3,974円 Amazon
06Feb
- デジタルカメラ Olympus TG-4 Tough
  今までブログにアップロードした写真は、スマホで撮影していましたが、小さな分子模型を細部まで撮影しようとすると、少し残念な感じの写真になってしまうので、少し良いデジカメを購入しました。購入したのは、Olympus の TG-4 Tough です。 OLYMPUS デジタルカメラ STYLUS TG-4 Tough ブラック 1600万画素C... 50,760円 Amazon OLYMPUS デジタルカメラ STYLUS TG-4/TG-3 Tough用 LEDライトガ... 6,804円 Amazon 顕微鏡モードという機能がついていて、LEDガイド（別売り）も付けられるのが良さそうだと思いました。他にも、完全防水機能がついています。マニュアルには、汚れたらカメラをすすぎ洗いしてくださいと書いてあります。これなら、うっかり海や川に落としても、水深15メートルまでなら潜って拾ってきても使えますね。GPS機能もついていて、ONにすれば写真に撮影位置の緯度経度情報も付けてくれます。これなら、自宅で撮影した写真をネットにアップして、うっかり自宅の位置を全世界に晒すことも可能ですね。インドア人には過多な機能ですが、３Dプリンター周りの撮影に使ってみましょう。写真の左がスマホで撮影した分子模型で、中央が TG-4 Tough + LEDガイドです。色のにじみがなくなって、明るくなっています。写真の右は最大拡大+奥行補正。ゼロ距離撮影が可能で、フィラメントの約 0.3 mm の積層具合までよく見えます。次に、タイムラプス撮影機能を使って、出力中の３Dプリンターを３０秒間隔で撮影してみました。撮影間隔や枚数を決められて、最後にmpeg動画にもしてくれます（※）。上の動画は、エッフェル塔（Eiffel tower by Newcandle）を出力しているところです。うまく撮影できていますが、出力自体は明らかに失敗です。ついでに、パノラマ撮影機能を使って、３Dプリンター内部のパノラマ写真を撮ってみます。パノラマ撮影は３つの画像を合成して、広い視野の写真を作る機能です。一見よく撮れているように見えますが、両端から３分の１のところのつなぎ目部分が、不思議な感じになっています。パノラマ撮影は風景などに使いましょう。今回は、アウトドア向けのカメラを、３Dプリンター周りの撮影だけで試したので、デジカメのレビューとしては全く参考にならないでしょう。それでも、マクロ機能（顕微鏡モード）＋LEDガイドの組み合わせは、分子模型の写真画質を改善してくれました。これからは良い写真が撮れそうです。まあ、３Dプリンター本体よりもカメラのほうが高価になってしまいましたが。（※）GIFアニメーションにする機能はありません。撮影した画像を8bitカラーに変換して作成しました。 3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.0 37,800円 Amazon
20Jan
- 赤色フィラメントでスレオニン分子模型
  アミノ酸の分子模型を３Ｄプリンターで作っています。前回、黒色フィラメントで炭素原子を作ったので、今回は赤色フィラメントで酸素原子を作ってみます。クリアレッドのフィラメントを購入して、早速酸素原子を出力してみました。写真の左は OH 結合などに使う単結合の酸素です。右は二重結合の酸素で、水素と同じ３Ｄデータを使いました。今回はスレオニン（トレオニン）分子を作ります（※）。スレオニンについての覚え書き・体内で合成できない必須アミノ酸。・動物性たんぱく質に多く含まれる。・肝臓の余分な脂肪蓄積を予防する。・構成原子の個数はＣ４Ｈ９ＮＯ３。写真の左が、赤色フィラメントを使って組み立てたスレオニンで、右が分子モデリングソフトAvogadroで作成した３Ｄモデルです。クリアレッドのフィラメントを使うと、爽やかな感じの分子模型になって、ビジュアル的にグッドですね。（※）「ス」だったり「ト」だったりしますが、英語で Threonine と書くので、正確には舌を前歯に付けてθです。ダヴィンチ Jr./ダヴィンチmini専用フィラメント:クリアレッド(PLA樹脂) RFPLC...3,280円Amazon
06Jan
- 3Dプリンターの異音とノズルクリーニング
  最近、3Dプリンターのダヴィンチ Jr. 1.0 で、うまくプリントできなくなるトラブルがあったのですが、大事にいたらず解決できました。１．症状しばらく連続して使っていたら、数秒おきに「ダン、ダン」という音が出るようになりました。それと同時に、印刷した物がほつれやすくなっていて、出てくるフィラメントが細くなっていました。写真の（1）のあたりから音がします。２．原因エクストルーダーのフィラメント詰まりが原因でした（写真の（2））。最初は、「ギアの不調でフィラメントが出にくい」→「フィラメントが細くなる」かと思ってギア周りをブラシでクリーニングなどしましたが効果は無く。実際は、「フィラメントがエクストルーダーに詰まっている」→「フィラメントを押し出せなくてギアが空回り」→「異音発生」だったようです。３．対策付属の針金を使ってノズルをクリーニングしました。１）　一応、フィラメントをアンロードしておく２）　「ユーティリティ」→「ノズルヲクリーニング」３）　ペンチでクリーニングワイヤーを挟んで、エクストルーダーに差し込むポイントは、何度も針金を出し入れして完全にフィラメントを除去することです。付属の針金が汚れてしまったので、少し細い 0.25 ～ 0.3 mm くらいの市販の針金で代用しました。（※）針金が、あまり奥に入りすぎると良くなさそうなので、付属の針金と同様に 2.5 cm くらいで折り曲げて、何度も出し入れして掻き出します。針金にフィラメントが付いて来なくなるまで掻き出しました。ペンチを使う理由は、針金が熱くなるからでしょうか、感電とかだったら怖いので、一応ペンチで挟んでいますが。ノズルを完全にクリーニングしたら、問題なくプリントできました。４．結論そもそも25時間ごとにクリーニング推奨って書いてあるのを、怠っていたのが原因でしょう。今までクリアフィラメントを使っていたときはクリーニングしなくても問題なかったので、もしかしたら黒色フィラメントは顔料が多くて詰まりやすいかも知れません。何にせよ、今回は簡単に解決できるトラブルで良かったです。（※）　付属の針金以外を使ったクリーニングは自己責任で行ってください。トラブルが発生しても、当方は一切の責任を負えませんのでご了承ください。
06Oct
- 黒色フィラメントでセリン分子模型
  教材などの分子模型では、分かりやすいように元素ごとに色分けされています。一般的には炭素は黒、水素は白、酸素は赤、窒素は青などです。今まで作製した分子模型では、すべて白色のクリアフィラメントで作っていましたが、前回のような小型模型では、どこがどの元素かわかりにくくなってきました。3Dプリンターダヴィンチ Jr.1.0には、2016/10月現在、12色のフィラメントが販売されています。その中には黒や赤もあり、最近青も追加されました。そこで、今回は黒色フィラメントを買って、炭素原子を黒で出力してみます。作製する分子はセリンです。セリンについての覚え書き・体内で合成できる非必須アミノ酸で、他のアミノ酸などの原料になる。・牛乳のカゼイン、大豆、鰹節などに多く含まれる。・極性無電荷側鎖アミノ酸で、化学式はC3H7NO3。早速フィラメントを交換して、四面体型の炭素原子模型を出力してみました。上の写真が出力した部品です。思っていた以上に黒いですね。黒曜石のように黒光りしています。積層した時のフィラメント間の融着が、少し弱い気がするのは気のせいでしょうか。形が崩れたりするわけではないので、全く問題ないのですが。黒色炭素を使って、セリン分子模型を組み立ててみました。写真の左が組み立てたセリン分子模型で、右がAvogadroで作成したモデルです。色が付いて、少し模型らしくなりました。ダヴィンチ Jr./ダヴィンチmini専用フィラメント:ブラック(PLA樹脂) RFPLCXJ...3,280円Amazon
20Sep
- 小型化、イソロイシン分子模型
  アミノ酸の分子模型を、３Dプリンターで作成しています。前回の模型で一応完成したのですが、今回は無駄な部分を削って、さらに小型化してみます。作成するアミノ酸は、イソロイシンです。イソロイシンについての覚え書き・必須アミノ酸で、バリン、ロイシンと合わせてBCAAという。・筋肉を作るのに重要で、肉など多くの食品に含まれる。・疎水性の非極性アミノ酸・構成原子数はロイシンと同じで、C6H13NO2今までの模型では、原子の中心から、小球の中心まで 6 mm、穴の中心まで 4.5 mmなので、原子間距離は 10.5 mm でした。そこで、穴の中心を原子の中心に持っていくことで、原子間距離を 6 mm にしてみました。写真左が四面体型原子の設計図で、右が出力したそれぞれの部品です。窒素N、酸素O、水素Hの模型は、四面体型炭素Cをもとに、小球を取り除いた形で設計しました。写真の左が小型原子で組み立てたイソロイシン分子模型、右が前回までの模型です。半分くらいの大きさになりました。スリットが浅くなったためか、ジョイントの結合がとても硬くなってしまいました。ペンチを使わないと、はめ込むのに指が痛くなるレベルです。それでも、スムーズに回転するし、強く引っ張れば外れるので、壊れにくい構造という点で考えれば、これはこれで良いかもしれません。原子間の距離が 6 mm になったので、実際の距離 154 pm を考えると、模型倍率 = (6×10^-3) / (154×10^-12) = 3.9×10^7約4000万倍の分子模型です。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
06Sep
- ロイシン分子の8300万倍模型
  ３Dプリンターで分子模型を作る。第４弾です。今回は、前回作り残していた二重結合炭素や窒素や酸素の模型を作成します。作成する分子は、ロイシンです。ロイシンについての覚え書き　・食べ物から摂取が必要な、必須アミノ酸である。　・バリンと同様に、筋肉を作るのに重要で肉など多くの食品に含まれる。　・疎水性の非極性アミノ酸である。　・化学式はC6H13NO2原子間の結合角は、二重結合炭素で120°、酸素は105°と異なりますが、すべて四面体型原子の小球を取り除く形で代用します。と言うのも、ボールジョイントの可動角に自由度があって、105°から、150°近くまで動くのです。写真の左は、二重結合炭素と窒素、酸素の設計図で、右が出力した部品（右側３つ）です。ついでに、水素原子も小球を取り除いた形にして、短くしてみました。写真の左が水素モデルで、右がロイシン分子に必要分だけ出力したものです。これらを組み立て、ロイシン分子模型を作ります。写真左が組み立てたロイシン分子模型で、右がAvogadroで作成したモデル。模型の大きさを測ると、アミノ基の窒素と二重結合の間は 30 mmでした。実際の原子間距離は 360 pm なので、模型倍率 = (30×10^-3) / (360×10^-12) = 8.3×10^78300万倍の分子模型ということになります。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
20Aug
- 結合一体型、バリン分子模型
  アミノ酸の分子模型を１つずつ作りながら、模型の改良をしています。今回はバリン分子を作成しながら、原子と結合が一体化した模型を作成します。バリンについての覚え書き　・食べ物から摂取が必要な、必須アミノ酸である。　・肉やチーズなどに多く含まれ、筋肉を作るのに重要。　・疎水性の非極性アミノ酸である。　・化学式はC5H11NO2前回水素型原子で、ソケットと一体型にしたのと同様に、四面体型原子でもソケットを付けてみます。穴の大きさや深さを検討したところ、穴直径５mm、深さ３mm、スリット幅２mm、深さ６mm にすれば、頑丈で取り外しやすい構造になりました。写真の左がモデルで、右が出力した部品です。ソケット１つとボール３つという構造ですが、余るボールを水素との結合に割り当てれば、過不足なく組み合わせられるでしょう。これらの部品を使ってバリン分子模型を組み立ててみます。写真の左が組み立てた模型で、右がAvogadroで作成したモデルです。酸素との結合周りが、まだいびつな感じですが、組み立てやすいシンプルな模型になってきました。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
06Aug
- 水素改良型、アラニン分子模型
  ３Dプリンターで分子模型を作る。第２弾です。今回は、グリシンの次に単純なアラニン分子を作りながら、水素原子と二重結合原子を改良します。アラニンについての覚え書き　・疎水性の非極性アミノ酸である　・レバーや貝類に多く含まれ、アルコールを分解する効果がある。　・グリシンの次に単純な構造。　・化学式は C3H7NO2水素原子は、結合を１つしか持たないので、一体型にしてみました。左が、ViaCAD 3Dで設計した構造で、右がダヴィンチ Jr. 1.0でプリントしたものです。二重結合の酸素も同じような構造なので、水素と合わせて８つ出力しました。次に、二重結合のある炭素を作成します。以前計算したように、小球半径を 4 mm としたときの、三角形になるような外接球の半径は、r = R×(1-cos60°)/(1+cos60°)=(1/3) × Rなので、12 mm です。左が設計図で、右が実際に出力した二重結合炭素です。酸素原子の一つも同じような形なので、２つ出力しました。以上を、前に作ったグリシン分子模型の一部と入れ替えてみました。左が組み立てたアラニン分子模型で、右がAvogadroで作成した分子モデルです。ちょっと、所々変に大きかったり小さかったりしますが、何となく分子模型っぽい感じになりました。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
17Jul
- ボールジョイントでグリシン分子模型
  前回作成した四面体型のボールジョイントを見ていたら、原子と結合に似ているなと思いました。このボールジョイントをつなげて、分子模型みたいなものができる気がします。そこで、あまり単純すぎなくて、身近な分子の模型を作ってみることにしました。いくつか考えましたが、アミノ酸ならば栄養素として身近ですし、そこそこ小さいので良さそうです。中でもグリシンは単純で作りやすそうです。グリシンについての覚え書き・コラーゲンに多く含まれる。・抑制性の神経伝達物質であり、睡眠を導く効果がある。・20種類のアミノ酸の中で最も単純。・炭素２個、水素５個、窒素１個、酸素２個からなる。原子１０個、共有結合９個からなるので、さっそく四面体ボール１０個と棒型ソケット９個を出力してみました。写真の左がボール、右がソケットです。１つずつ出力したので、2時間くらいかかってしまいましたが、失敗作はありませんでした。Wikipediaにのっている構造を参考に、組み立ててみました。写真の左が組み立てたグリシン分子模型です。右はAvogadroというソフトウェアで作成した分子モデルです。あえて言えば、原子が小さくて結合ばかり目立っているのと、二重結合の酸素は四面体でなく三角形であるべき点が気になりますが。まあ、最初の試作ということでよしとしましょう。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
25Jun
- スリット入りボールジョイント
  前回は、四方に小球を付けた球を作ってみました。今回は、その小球に接続できる棒状のソケットを作ってみます。特に、ソケット側にスリットを入れて、接続しやすく外れにくい構造にしてみます。4 mm の小球に対して、直径 5 mm の穴を 4.5 mm の深さで作ります。棒の直径は 6 mm にし、外側は８角形にして出力し易く？してみました。スリットは幅 1 mm で深さ 6 mm にしてみました。写真の左が設計図で、右が実際に出力したものです。出力限界に近い小ささなので、外形は８角形よりも円柱に近くなりましたが、型崩れなくスリットも穴もできました。サポートは不要ですが、ラフトはあったほうが安定して出力されました。次に、同じ棒状ソケットを４つ出力して、前回作った小球と組み合わせてみました。写真の左が各部品で、右がボールジョイントを組み合わせたところです。接続、取り外しに少し力を入れる必要がありますが、ジョイント部分は十分強度があって、これならば10個くらい接続しても外れないと思います。使った 3D プリンターダヴィンチ Jr. 1.0 の最大出力幅は 15 cm ですが、今回作ったようなボールジョイントで部品と部品を接続すれば、それ以上の大きさのものも作れそうです。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
08May
- 中心球と床に接する外接球
  球の四方に小球を付けたものを作ろうとしたのですが、床面に接していないとサポートが必要になります。サポートを使わないような、ちょうどよい大きさの球があるはずだと思って考えてみました。すなわち、半径Rの球と床に接するような、外接球の半径rを求める、という図形問題になります。中心球の中心と外接球の中心の角度とΘとしました。上の図のように書くと、中心球の半径が2通りで表せるので、R = (r+R)cosΘ + rの関係が出せました。これを変形すると、r = R * (1-cosΘ)/(1+cosΘ)となりました。しかし、Θの求め方がどうしても分からなかったので、3D CADで四面体を作って、中心から頂点までの角度を測定したところ、70.529°でした。したがって、r = R × (1-cos70.529°)/(1+cos70.529°) = R × (1-0.3333)/(1+0.3333) = R × (1/2)となって、ナント半分の半径にすればよいことが分かりました。計算結果から、実際に中心球の直径 8 mm、外接球の直径 4 mm で出力したところ、サポートなしでうまく出力できました。まとめると、「床と中心球に接する４つの外接球を、サポート材なしで作りたかったら、半分の大きさの球を付ければよい」ということになりました。そんな物を作りたい人がいるか分りませんがね。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.053,784円Amazon
21Apr
- ボールジョイントの試作
  3Dプリンターで出力した２つの部品を組み合わせたい時、継ぎ手やジョイントが必要になります。ボールジョイントは、球と穴を組み合わせることで、角度を変えたり回転させたりできるので便利です。理想的には、組み立てやすくて外れにくい構造が良くて、さらに力を入れて引っ張れば外れるとなお良いですね。そこで、ちょうど良いボールポイントの組み合わせを、単純な構造で探ってみました。テスト構造は、14 mm 程度の立方体に直径 10 mm の穴を開けた凹型パーツと、円柱の先端に球を付けた凸型パーツにしました。3D プリンターは、ダヴィチ Jr. 1.0です。凹側の穴の深さと、凸側の球の直径を変えて組み合わせてみます。穴の深さを穴の直径(10mm)に対して、50% ～ 80% まで 10% ごとに深くした凹型パーツを出力しました（写真左）。また、球の直径を穴に対して96% ～ 90% まで2%ごとに小さくした凸型パーツを出力しました（写真右）。最も良かった組み合わせは、穴の深さ 70% (7 mm), 球 90% (9 mm)でした（写真中央）。すべての組み合わせ結果は、下の表のようになりました。穴の深さ/球の直径 96% 94% 92% 90% 50% － × × × 60% － × × × 70% －－－ ○ 80% －－－－（－）入らない。（×）入るが抜けやすい。（○）強く引っ張れば外れる。次に、穴の深さをもう少し細かく振ってみました。穴の深さを穴の直径(10mm)に対して、66% ～ 74% まで 2% ごとに深くした凹型パーツを出力しました（写真）。 66% と 68% は、初めイイ感じ組み合わさったのですが、抜き差ししているうちに摩耗して、外れやすくなってしまいました。結局、最初と同じ穴の深さ 70% (7 mm), 球 90% (9 mm)が最も良かったです。穴の深さ/球の直径 96% 94% 92% 90% 66% － × × ○→× 68% － × × ○→× 72% －－－－ 74% －－－－まとめると、組み立てやすくて外れにくいボールジョイントの組み合わせは、「穴の直径に対して、70%の深さまでくり抜き、90%の直径の球をはめる」ことになりました。しかし、サイズを変えたり横向きに出力したりすると、良い組み合わせは変わるようなので、毎回検討が必要みたいです。 3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.0 53,784円 Amazon
06Apr
- 45°ルールの検証
  熱溶解積層型3Dプリンターでは、溶出する位置の下に支えとなる構造がないと、フィラメントが垂れ落ちてしまいます。しかし、下の層から少しはみ出しても、斜め下の層に支えられて垂れ落ちずにプリント出来ることがあります。このはみ出すことのできる最大角がおよそ45°なので、よく「45°ルール」と言われています。それ以上の鈍角は、下にサポート材の出力が必要になりますが、サポート材との接触面がザラザラしてしまうので、出来るだけサポートなしで出力したいところです。そこで、「45°ルール」は本当に45°までなのか、どの角度までサポートなしで出力できるか、単純な構造で試してみました。テスト構造は、厚さ10 mm の逆さ台形で、片側の角度を45°から5°ずつ広げて出力します。3Dプリンターは、ダヴィンチJr 1.0で、品質は「普通」にしました。写真は左が45°から右が75°までで、側面を下にして並べています。結果は、・45°：　斜面の表面も平面でキレイ。・50°～55°：　垂れないが、わずかに斜面中央が膨らむ。・60°：　３回に１回程度、わずかに垂れる。・65°以上：　毎回垂れる。表面を形成しない。角度 45° 50° 55° 60° 65° 70° 75° 結果 ◎ ○ ○ △ × × ×まとめると、斜面表面のわずかな膨らみや、時々失敗することを気にしないなら、60°までなら出力できそうです。出力する形・大きさや、気温などにも影響されそうなので、あくまで目安ですが。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.0/XYZプリンティング￥49,800Amazon.co.jp
20Mar
- 立方体や球体の3Dテストプリント
  XYZprinting の積層型 3D プリンター「ダヴィンチJr. 1.0」を購入して、色々プリントして遊んでいるのですが、出力設定の違いで出来上がりがどう違うか知りたくなったので、基本的な立体を出力して調べてみました。１．立方体の出力1 辺 10 mm の立方体を、品質を変えて出力してみました。写真の左から「ふつう」「良い」「非常に良い」です。出力時間、素材量、ノギスで測定した各辺の長さは以下の通りです。品質時間素材量[m]縦[mm]横[mm]高さ[mm]普通9分0.30010.1 - 10.510.1 - 10.69.7良い11分0.25410.0 - 10.59.9 - 10.49.7非常に良い18分0.35210.1 - 10.410.2 - 10.49.7下から 1.4 mm くらいまでが、約 0.5 mm 厚いですが、それより上ではほぼ 10 mm で、品質による違いはなさそうです。「非常に良い」は密度も高く、少し白っぽい印象です。「普通」では直線や角が少し歪んで、テキトーな感じに見えます。ちなみに、市販の 600 g フィラメントは 200 mで \3,280 なので、「良い」で出力すると、立方体が 787 個作れて、1個 \4 くらいになる計算です（注１）。２．球体の出力次に、直径 10 mm の球体を出力してみました。写真の左から「普通」「良い」「非常に良い」「良い（ラフトなし）」です。品質ラフト時間素材量[m]直径(横)[mm]直径(高さ)[mm]普通あり7分0.1959.99.7良いあり8分0.1579.89.8良いなし8分0.1559.99.9非常に良いあり12分0.19910.010.0「良い」以上では、積層段差がほとんど見えないくらいきれいな球ができました。ラフトなしにしてもうまく出力できました。10 mm よりも大きい球だと、時々印刷中に立体が剥がれてしまうので、ラフトやサポートが必要みたいです。３．小さな球体の出力次に、直径を 10 mm ～ 3 mm にした球体を出力してみました。写真の左から、 10 mm、7 mm、 5 mm、 3 mm です。直径[mm]品質ラフト時間素材量[m]直径(横)[mm]直径(高さ)[mm]10非常に良いあり12分0.19910.010.07非常に良いなし7分0.1077.07.05非常に良いなし5分0.0735.25.23非常に良いなし4分0.0523.3 - 3.43.3直径 3 mm では、.3w 形式ファイルへの変換時に、小さすぎるとの警告が出ました。それでも無理やり出力したら、潰れた樽のような球になりました。7 mm ～ 5 mm くらいが限界でしょうか。まとめると、品質に関係なく、±0.5 mm くらいの正確さはあるようですが、構造が小さいと誤差が目立ってきます。「非常に良い」だと印刷時間が倍くらいかかるので、普段は「ふつう」でいいかなと思いました。3Dプリンターダヴィンチ Jr. 1.049,800円Amazon（注１） 3,280 [\] / (200 [m] / 0.254 [m/個]) = 4.17 [\/個]