3Dモデリングで造形 その4

まだまだ改良すべき点が多く実用段階には入っていませんが、
テスト加工の様子を交えて紹介します。

とりあえず、形になったところで記念撮影。

スチロールを加工する部分は手持ちの充電式リューターを取り付けました。
当初の予定では電熱棒で加工する予定だったのですが、取り付け前に手で持ってスチロールを切ってみたところ、電熱棒の先端と根元の温度差が大きく綺麗に加工出来ませんでした。
そんなわけで、オーソドックスにドリルでガリガリ切削することにしました。
この時点でのスペックは以下の通り。

加工範囲 450 x 400 x 200
加工精度 0.006mm
加工速度 1.2mm/秒

駆動方法を変更したため、加工範囲が狭くなってしまいました。
秋月で買ったステッピングモーターは高速回転が苦手らしく、回転を上げた途端にトルクが落ちてしまうので、現在の設定に落ち着きました。

メタセコイアのプラグインとして開発中のコントロールソフト。

機械的な加工精度は0.006mmですが、スチロール相手にそんな高精度で加工しても意味がないので0.1mm単位で処理しています。
汎用性は不要なので、手持ちのツール(加工部)に合わせて設定データを埋め込んであります。

加工中の様子その1

X方向に刃を進めながら加工断面の輪郭に沿ってY方向を上下しながら削っていきます。1スライス分の断面を削り終わったら、Z方向にづらして次の断面を削り、これをえんえんと繰り返して片面分の加工が終わったら材料を引っくり返し、原点あわせをしてもう片面を加工する。

一度に切り込めるのはドリルの刃がある部分だけなので、Y方向に深く削りたい場合は何回か往復しながら切り込んで行きます。なので途方もなく時間がかかります・・・(^^;;

加工中の様子その2

充電式のルーターでは連続1時間程度しか加工出来ないので使い物になりません。そこで連続運転できる出力の大きなリューターを探したところ、リョービが販売するホビーリューターHR-100が、強制空冷の連続運転型で、出力も100Wと十分。当然速度調整も出来ます。
ついでに、刃の部分が60mmと長いロングドリルも手にいれ、加工速度もぐんっとアップしました。

加工中の様子その3

テスト加工に使用した3Dモデルは星さんが公開しているデータを加工したもの。身長80cm程度のスケールで出力しました。
写真では判りにくいが、表面はザラザラで加工段差がはっきり残っている。が、この程度ならサンディングで綺麗になると思う。
しかし、これだけ切削するのに15時間・・・OTL
根本的に加工速度改善の手を打たないととても等身大のサイズなんて削ってられない・・・(^^;;
加工中の様子その4

加工中はスチロールの切子が飛び散るので周りをダンボールで囲っている様子。
大き目の簡易温室を使うのがベストなんだけど、時期的にホームセンターで扱っていないので当面はこれで我慢。

ハンダゴテを使った電熱棒

電熱棒を使った加工も試してみることにした。
このハンダゴテは4mmのビットを挿入するタイプなので、4mmの胴棒を根元から先端が100mmになるように切って使用している。
どうしても片側から熱を伝えるため熱が均一にならない。市販されている電熱棒は棒の中にヒーターが入っていて熱が均一になるようになっているが、太さが8-10mm程と太く値段も張るんですよね〜。

とりあえず加工してみた。

電熱棒を中心にどんどんスチロールが溶けていく・・・。4mmの電熱棒に対して10mm以上溶けている・・・。
加工した直後は溶けカスが飴のように・・・。
当然だけど音が静かで切子も出ません。スチロール素材の加工方法としては熱を利用するのがベストだと思うのでもっと研究したいところ。

ちなみに、加工範囲は加工範囲を別オブジェクトのBOXを追加することで指定します。なので、写真の様に部分的に切り出すことも簡単なのだ。
目的のスケールで出力する場合は、スケールに合ったBOXを作成し、3DモデルをそのBOXに収まるように拡大縮小することで行う。

飴のような溶けカスを取り除いたところ。

まぁまぁ形になってる。サンディングで表面を仕上げればイケるかも?
溶けすぎてしまう点も、ツールデータを調整することである程度カバー出来る。そもそも、電熱棒の太さより大きく溶けてしまうのは電熱棒を動かす速度が遅いからだ。周囲が溶ける前に電熱棒をどんどん移動していけば良い。駆動系の改良は必至なようだ・・・。

加工時間 3時間

同じデータをドリルで切削したもの。

スムージング無しなポリゴンの面も再現されている(笑
身長140cmのスケールで出力したのだが・・・小さい(笑
3Dモデリングで造形 その4の比較画像を作った時点で小さいことは分かっていたが、実際に出力してみるとかなり小さいです。着せる衣装や全体のバランスを考えて3Dデータをいじらないとだめぽ

加工時間 8時間

とまぁ、等身大で出力するにはまだまだ改良が必要な状況ですが、時間さえかければ作成可能なところまできた感じ。来年のドルショあたりでお披露目できたらいいなと思います。

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