「竹取物造」~竹を使った物づくり 1:【竹蝋燭】

Created Date: 2019-10-22/ updated date: 2019-10-22
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Summary
 放置竹林の問題に目を向け、あまり使われなくなってしまった「竹」を素材として見直し、物づくりの提案をする。みんなで竹を有効利用することができれば、竹林問題は解決に向かう!

Materials

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      Blueprints

        Making


          • ファブラボのプロジェクトラボで竹林問題の話になり調べ始めた。
            また、学校の通学路でも荒れた竹林を見かけたりしたため、なんとかこの問題を解決できないかと思った。
          • 各地で竹林が放置され、その繁殖力の強さから周囲の植生に侵入し既存の樹種が置換されている。
            生態系の単純化や崖崩れの原因になるなど、問題となっている。→竹害

            昔は、食用やいろいろなものの材料に使われてきた竹が放置されてしまう理由。
            1. 安い筍が輸入されることによって、採って食べる人が少なくなった。
            2. 建築様式が変わったことによって竹が使われなくなっていった。(土壁など)
            3. 身近なものにも、プラスチックなどの竹よりも簡単に加工できる素材によって竹は使われなくなってしまった。(加工するのに職人の技が必要)
            4. 竹林の所有者の高齢化によって竹林が管理できなくなっている。
          • もっと竹の使いみちを増やす必要がある。竹炭にしたり、メンマ作りをしたり、いろいろな取り組みもなされているが、私は「ものづくり」の視点から提案したい。
            職人の技術力がなくても、多くの人が竹の利点を活かしたものを製作できるようにしたい。
            みんなが良いと思えるような竹製品のアイデアがあれば、竹の需要が増え、放置竹林にも目を向けられるだろう。
            1. 竹蝋燭
            2. メガネケース https://fabble.cc/koyamatsuki/xxxxx
            今回は2つの作品しか制作することができなかったけれど、今後も竹製品のアイデアを出し、このプロジェクトを進めていこうと思っている。
        • 竹の特徴を活かしたものを作ろうとしたときに一番初めに思いついたのは竹ひごだったが、それだと加工がとても難しくなる。そこで思いついたのが、竹を筒のまま使うことだった。そして一時期我が家でブームだったキャンドルライトを作ることにした。
          竹の質感を生かした、雰囲気の良い物を作るにはどのようなデザインが良いのか考えた。
          • 使用するもの
            1. 真竹(外径約50ミリ 内径約40ミリ 厚み約5ミリ)
            2. アガチスの板(3ミリと5ミリ)
            3. Arduino nano
            4. adafruit 全色テープLED
            使用する機械
            1. Trotec レーザーカッター
            2. 3Dプリンター Afinia
            1. 竹をきる
                 竹らしさを残すために節を残して斜めにカットする。
                 2.竹の側面をレーザーカッターでカット
                レーザーカッターはその名の通り、レーザーを使って彫刻とカットを行うことのできる機械。
                レーザーの焦点が変わってしまう曲面での加工はとても難しいこと。
                まあ、とにかくやってみよう
          • まず、青海波と呼ばれる模様をカットしてみた。
            PC上でデータを作り、レーザカッターで加工する。

            竹がつるつるしていてレーザーの光を反射して眩しい…写真が取れない…
            というわけで完成後の写真を載せます。
            左はきれいに抜けているのに対して右側が抜けてない。
            全く抜けないかもという不安もあったが、無事に成功してよかった。
          • 2回目は七宝文をカットした。
            やはり端のほうが抜けない。
            端のほうはレーザーの光が広がってしまい黒い線が濃くなってしまっている。
          • 細い線は折れてしまうだろうと思っていたが、きれいにカットできていた。
            個人的にこの模様が1番気に入ったので、麻の葉模様で本番に進むことにした
          • 切っても抜けない部分をなくすために工夫が必要だと思った。
            これまでのテストを踏まえると確実に抜けるのは、中心から左右10㍉→幅約20㍉程度だと考察する。
            それより外側の端の部分を彫刻に変更することで失敗を減らし、デザインも活かすことに成功した。
          • このとき私は一度うまく行っただけで気が抜けてしまっていた。
            本番用に切り出した竹で失敗してしまった。(;O;)
            原因は竹の固定が甘かったという人為的ミスだった。
            急遽同じくらいのサイズの竹を切った。
            同じ過ちを侵さないようにしなければ!
          • 加工する竹の真ん中と高さを合わせるためにレゴを使ってチェックする道具を作り、転がらないように粘土を土台にした。
            横幅30ミリ 高さ210ミリのデータを作ってカットした。
            1列加工するのに20分、3列で1時間。
            きれいに加工することに成功した。
            やっとここまで来た!
        • 次は上で揺らすろうそくの部品を作っていく。
          竹を炎の形にレーザーカッターでカット。
          幅が広いと失敗しやすいから、細く割いた。
          それを彫刻刀で削り、極薄にした。
          大変な作業だがとても楽しく、物足りないほどだった。
          ここも機械化できたらなぁ…
          • 竹の筒の中に入れるLEDが直接見えないようにする筒と、蝋燭の炎を取り付けるパーツを3Dプリンターを使って制作した。
            使った素材はPLAの白を使用した。
            プリンターが最大で110ミリの高さまでしか出せなかったため、ジョイントを設計して出力した。
            竹筒の内径とサイズがぴったり完璧で、とてもきれいに出力できていた。
            さすがAfinia!自宅にも欲しいです笑
            • 竹を支える土台を制作する。
              3Dプリンターを使うことも考えたが、竹と木の組み合わせが気に入ったので土台を木で作ることにした。
              土台の中にマイコンボードを入れるため、中が中空になる構造を考えた。
              (字が汚くてごめんなさいm(_ _)m)
              マイコンボードから出る配線に必要な高さを計測、厚くなりすぎても不格好になってしまうため、5ミリと3ミリの板を組み合わせて調整した。
              電源のケーブルをさせる穴を作り、底をねじで固定し開けられるようにした。
              ボンドでしっかりと固定して完成!
              最初は表面をきれいに削る予定だったが、アガチスのレーザーで焼けた色が竹といい感じになっていたので、そのまんまにした。
              • 炎を照らすLEDを図のよう設置する。LEDは光が広がるように作られているため、レジンでレンズを作って狙った部分に当てられるようにする。
                LEDと配線、抵抗をはんだ付けし、熱伸縮チューブで絶縁した。
                • 本当はこの作品は2019メーカーフェア東京に出展することも目的の一つとして制作したもの。
                  出展したものは100円ショップの太陽光で動くおもちゃから取り出したコイルをそのまま使用していた。
                  今回はコイルも自作して制御する。
                  • 100円ショップのコイルもちゃんと動いてくれた。
                    しかし、動きに規則性が見られろうそく感が足りないように感じた。
                  • コイルを巻きやすくするための部品を3Dプリンターで制作した。
                    これにコイルを巻いていく。使用したのはポリウレタン銅線。今回は220回巻いた。
                    部品からコイルを取り出して、マスキングテープで固定した。線の先の被覆を取る作業を行った。
                    こてに半田をつけて、そこに線を通す。すると、エナメル線が銀色に変化する。
                    これでエナメルの被膜がとれ、半田で被膜をしたことになる。
                  • 自作したコイルの動作確認をした。
                    動いてくれて一安心。
                  • ファブラボの山本さんに協力していただき、回路を組んだ。
                    コイルと、コイルを動かすための回路をそれぞれユニバーサル基板にはんだ付けした。
                    この2つをつなげれば制御が可能に!
                  • コイルから伸ばした線と下にある基板をはんだ付けした。
                    これでコイルも制御できるようになった!
                • メーカーフェアで出展したときのプログラムはろうそくのように揺れる部品を照らすLEDとテープLEDを制御しただけだったが、今回はコイルも一緒に制御しようと思う。
                  • *一応写真を貼っておきますが確実に見えないので、気になった方はコメントしてください。
                    個別にデータをお送りします。

                    コイルもf分の1ゆらぎの関数で表現した。
                  • 組んだプログラムをマイコンボードに書き込みすると…
                    無事、成功!
                    100円ショップのコイルよりも規則性がないので、ちゃんとプログラムが働いていることがわかる。
                • 大体4ヶ月の時を経て、やっと完成した竹蝋燭。
                  長い時間をかけたことだけあって、とても思い入れのある作品になったと思った。

                  ファブラボ鎌倉のスタッフの皆様、特に山本さんには大変お世話になりました。ありがとうございました!

                  次は何を作ろうか…



                  To be continued...
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