Fab now#2

Created Date: 2019-04-25/ updated date: 2019-05-07
    Owner & Collaborators
    License
    Fab now#2 by kurakura is licensed under the Creative Commons - Attribution license.
    Summary
    素材の特性をわかりやすく比較できるようなモデルを作成し、それを複数のフィラメントで出力し実際に比較してみる。

    Materials

      Tools

        Blueprints

          Making

          • 本当はフィラメントリサーチ→アイデア出しをしようと考えたのだが、先にアイデアが思いついてしまったので、とりあえず頭の片隅に置いとく。
            • 作れるが実際飛ばないで終わらない未来しか見えないし、どうやって比較するのかわからないからやめたい。が、竹とんぼとかならできるんじゃない...?とも思う。

            • 竹とんぼにした場合の比較対象を考えてみる。
              ・重量(軽いといい)
              ・耐水性(水含んじゃうと飛ばない、鳥の羽も撥水性)
              ・柔軟性(固すぎると衝撃を吸収しないが、柔らかすぎると空気抵抗に耐えないのでは)
              ・衝撃の吸収(竹とんぼは必ず下に落ちるので、落ちた時の衝撃の吸収を調べる)
              ・外見の荒さ(直に触ることが多いので、手を傷つけない素材)
              ・耐破損性(どのくらいの力が加わったら折れるのか)

              そしてどれが一番飛ぶのか
            • フィラメントリサーチ中に、作りたいものと比較対象ができた。これで進めていこうと思う。
          • さっそくフィラメントリサーチ!
            そこから使いたいフィラメントを挙げ、その特徴を比較しやすいモデルを考えようと思う。
            参考はマテリアルライブラリを主体に使わせていただいた。

            ※...と思っていたら、リサーチ中にアイデアが出来た。
            • 【温度】
              Extruder:190-230℃
              HeatBed:None or 40-50℃
              【速度】
              40-120mm/sec
              【特徴】
              ・一般的に使用されるフィラメント
              ・ヒートベッドがなくても印刷できる
              ・大きい造形物の際は、ソリが発生することがある
              ・パリッとした印刷感
              【使用例】
              試作品

              【ポイント】
              1番身近なフィラメント。比較の際基準になると思うので使いたい。
            • 【温度】
              Extruder:220-240℃
              HeatBed:75-85℃
              【速度】
              40-70mm/src
              【特徴】
              ・食器や哺乳瓶などの食用容器の素材(FDA準拠)
              ・耐久性・耐熱性・耐破損性がある
              ・印刷感はPLAとASBの間くらいの印象
              【使用例】
              食器や哺乳瓶などの食品用容器

              【ポイント】
              子供の手でも安全に扱える
              耐破損性は落とした時や子供が扱うときにも助かる

            • 【温度】
              Extruder:220-240℃
              HeatBed:20-50℃
              【速度】
              5-20mm/sec
              【特徴】
              ・国産ポリエステル系エラストマ
              ・ABSやPLAとの接着性に優れている
              ・積層痕が比較的きれい。Flex系では印刷がやや容易
              ・軟式
              【使用例】
              枕...?(吉岡さんのFabbleにたどり着いた)

              【ポイント】
              積層痕がきれいなので、突起などが出にくくツルツルしている?
              手を傷つけにくいのでは

            • 【温度】
              Extruder:190-210℃
              HeatBed:50-60℃
              【速度】
              40-60/sec
              【特徴】
              ・一般的なPLAと同じ方法でよし
              ・約80%のcolorfabb PLAと、約20%のリサイクル竹繊維から生成された木質系混合フィラメント
              ・印刷時にいい匂いがする...
              ・脆く折れやすい
              【使用例】


              【ポイント】
              やっぱり竹とんぼなら竹だろ
              ただ折れやすいのは難点...

            • 【温度】
              Extruder:175-185℃
              HeatBed:None
              【速度】
              60-80/sec
              【特徴】
              ・バイオプラスチック弾性フィラメント
              ・PLAとほぼ同様の環境で印刷可能
              ・他のフレックス素材と比較し、印刷しやすいがやや固め
              【使用例】

              【ポイント】
              弾性フィラメントなので、衝撃吸収に繋がるのでは?
            • 【温度】
              Extruder:230-245℃
              HeatBed:None
              【速度】
              30-80/sec
              【特徴】
              ・Flex系フィラメント。熱可逆性ポリウレタン
              ・印刷後はかなり柔らかい
              ・フィラメントの毎分の引き込む量が多いと屈曲してしまい、遅すぎると液ダレによるダマになりやすく、調節・印刷が難しい
              【使用例】

              【ポイント】
              柔らかいのは衝撃吸収になるのか

            • 【温度】
              Extruder:210-240℃
              HeatBed:None
              【速度】
              40-100mm/sec
              【特徴】
              PLA系フィラメント
              マットな質感の印刷。積層痕も比較的目立たない。少しヤスリをかけるだけで良い
              従来のPLAフィラメントよりも30%軽量
              PLAの弱点である耐久性を克服
              【使用例】
              ドローンなど

              【ポイント】
              触り心地がいい・軽い・耐久性の3つが揃った天才

            • 【温度】
              Extruder:220-235℃
              HeatBed:必要としないが、BuildTak(プリント用シート)の使用を推奨。
              【速度】
              30-60mm/S
              【特徴】
              ・弾性フィラメント!
              ・良好な弾性と大きな破断伸びを特徴としており、全く新しい応用範囲の可能性を要した素材

              【使用例】
              ・衣類
              ・靴
              ・ウェアラブル器具の外装
              ・義肢
              ・その他、軟性素材を必要とする環境

              【ポイント】
              値段も良心的で手を出せそう
            • 【温度】
              Extruder:230-260℃
              HeatBed:80-100°C
              【速度】
              40-120mm/sec
              【特徴】
              ・強度、弾力性、柔軟性に優れ、ポリカーボネートと同等の透明度で表面光沢が非常に高い
              ・高度な反発力と屈曲性(ショア硬さ63D)を有しており、白濁するストレスマークを発生させずに230%程度まで曲げることができる
              ・吸水率はABSの30%
              【使用例】

              【ポイント】
              弾力性・柔軟性
              反発力・屈折性 良い
            • 【温度】
              Extruder:190-220℃
              HeatBed:None
              【速度】
              30-60mm/sec
              【特徴】
              ・Flex系フィラメント
              ・印刷後もかなり柔らかい
              ・調整が整うと安定的な印刷が可能
              【使用例】


              【ポイント】
              弾力性・柔軟性
              反発力・屈折性 良い
            • 【温度】
              Extruder:220-270℃
              HeatBed:60-70°C
              【速度】
              30-40mm/sec
              【特徴】
              ・優れた耐熱性。ABSのように急激に炎上したり、PLAのように夏の車の中で溶けたりもしない。
              ・耐水性があるので湿気に強く、保管が楽。ABSやナイロンなどは密封容器に入れて長期保存しないと空気中の水分を吸収して3Dプリンタの詰まりの原因になることがない。

              【使用例】

              【ポイント】
              PLAっぽい、作りやすい?


          • 早速竹とんぼのモデリングをしていこうと思う

          • やってきました3Dプリンター
            • 今回使ったのは黒のPLA

              フィラメントのloadまではスムーズにできたが...出力を始めても全然進まない
              ということで台座の調節をした


            • 他人のデータを出力。焦った
            • 出たものの、ベッドにちゃんとくっつかない。
              端だからあまり暖かくないのか?
              無残な姿に。さよなら竹とんぼ
            • スタートの位置を、「時間が一番かからないところ」から「X=0,Y=0」のとこに変更した
              しかし変わらず。また同じ感じ
            • 名倉さんに助けてもらい、サポートや置き方を変えた(立てた)
              そもそも棒は細いし丸いし、羽の部分も薄いので、出力がしにくい
              比較するのは羽の部分なので、もしこれで棒がうまく出なかったら、棒だけは統一して竹(本物)でもいいのかもしれない

            • 棒は竹串で作り、羽の部分を変更することにした(調査対象が増えてしまうため)

              出力方法を立てるのに変えた(サポートは自分で取り付けた)


            • ベッドを調節しても、左側が盛り上がってしまう...

              そこで名倉さんに助けてもらってFFFファイルを手に入れた!
            • 神でした
            • 判断の時には棒は竹串にしようと思うが、とりあえず棒も出力した

            • ちゃんと回転して飛んだ!
              ただ、羽の部分の穴が大きかったので、もう一度穴を小さくして作り直してみようと思う。
          • 購入したのは
            ・竹素材フィラメント「BambooFill」(竹とんぼだから)
            ・高性能コポリエステルフィラメント「nGen」(手触りよし)
            ・世界最軽量フィラメント「Pefasus PP Ultralight」(重さ比較)
            ・元の形状を記憶する弾性フィラメント「FlexFill」(衝撃吸収)

            • 追加でPLA、そして研究室にあったNinjaFlex(弾力すごい)を使用しようと思う。
          • 1つずつ印刷していこうと思う。
            gcodeは基本名倉さんからもらったFFFファイルを元に制作したのを使い、個々の設定は3Dプリンターの方で温度や速度を変えた。

              • 名倉さんからもらったFFFファイル使用。特に変更することなし

              • 綺麗に出来た。しっかり飛んだ。
              • 最初のは横向きに出力していて汚かったので、縦で出力し直した。

              • 最初はよかったんだけど...
                立てた状態で出力したけど、柔らかいからうまくいかなかったのだと思う。
                次は横向きで出力してみる。
              • 一晩寝かせて、朝行ったら出来てた。やったー
                ただ、端の方は少し荒くなっていて汚かった。
              • サポートが大変そう、頑張る
              • ニッパーだと切れなかったが、ハサミだとサクサク切れる。
              • 何がサクサク切れるだ。めちゃめちゃむずい。私がキレそう。
                ゴム状なので、パリパリサポートが取れず、伸びてしまう。サポートはもう少し少ない方がよかったのだろうが、うまくいかない可能性の方が高い気がしたのでまあ仕方がない...
              • しんどすぎる。こんなにサポートを恨んだことはない。辛い。
                とりあえずこの状態で飛ばしたら飛んだ。ただPLAより飛行時間は短い。
            • NinjaFlexは柔らかいので立ててやるとうまくいかないけど、Bamboofillは硬いから立ててやっても大丈夫かもと思い立てて出力してみる。
              • ところどころ出てなさそうなとこがあったので、

                温度:ノズル220℃
                スピード:30mm/sec

                に変更した
              • サポートがうまくいかなかったので、横に倒してやることにした。
              • 設定は

                温度:ノズル210℃ ベッド60℃
                スピード:30mm/sec
                レイヤー層:0.2mm

                にした。
              • そのあとも少し失敗して中止にしてたりしたら、フィラメントが切れかけてしまった。
                なんとか2本目を続けて入れようと試み、無事成功。緊張した。
              • 出来たが、表面がガサガサでスカスカ...やっぱり立てた方が綺麗なのでは?使うフィラメントの量も減るし、サポートも減る。うーん悩みどころ。
                もう残りのフィラメントもないので、とりあえずこれで。ちゃんと飛んだ。
              • 実はフィラメントが途中で折れていて、出力が終わった時にはあと少しでフィラメントも終わるというところだった。危なかった。
              • 温度:ノズル245℃ ベッド80℃
                スピード:80mm/sec
                レイヤー層:0.2mm
              • 見たらサポートだけやって終わっていた。辛い。
                残り2メートルほどしか残っていない。立ててやるならできるので、他のを先にやって考えよう
              • もう一度チャレンジしてみた。
                最初はいい感じだったが、ベッドにちゃんとくっついておらず、ずれてしまった....
                フィラメントの残りがないので断念。
            • 研究室にあった。ツルツルして、手触りがいいのでは?
              • 柔らかくないので、立ててできるきがした。ということで今回は立てて出力。

                温度:ノズル260℃ ベッド80℃
                スピード:30mm/sec
                レイヤー層:0.2mm
              • 荒井さんに助けてもらいつまり解消。
                ロードするときは、前に使っていたフィラメントの温度と、次使うフィラメントの温度のいいとこ取りをしてロードするのがベスト。そうしないと焦げてつまりかねない。
              • 少し裂けてたところがあったので、少しアクリサンデーで補修。
                綺麗
            • ツルツルしていて、どんなになるか楽しみ!
              • 温度:ノズル260℃ ベッド80℃
                スピード:30mm/sec
                レイヤー層:0.2mm
              • すごく順調。久しぶりに手がかからなくてママ嬉しい...と思うくらいには手がかかっていた。
                3Dプリンター大変...
            • この5種類を出力。
              上からPLA、Bamboofill、NinjaFlex、nGen、Pet+

            • ここから比較実験を行っていこうと思う
              • 家にある秤で量ろうと思ったけど、メモリが大きくて量れない...?
              • 無事できた

                これで測ってみると...

                お箸:2.4g
                ゴム:0.1g

                フィラメントは
                PLA:3.1g
                Bamboofill:2.7g
                NinjaFiex:3.9g
                PET+:2.2g
                nGen:2.7g

              • この竹とんぼは自分で出力して遊ぶことになるかもしれないので、出力のしやすさも比較した。
                同じデータで同じ3Dプリンターを使って制作したので、制作場所は皆同じである。

                ・3Dプリンターにつまずくことなくセットできた(つまらない、フィラメントが折れないなど)ー1
                ・やり直さなかったー1
                ・データ通りにできたー1
                ・後処理をほとんどしなくてもよかったー1


              • どれくらい曲がるかを測る。

                PLA:30°
                Bamboofill:35°
                NinjaFlex:180°
                PET+:25°
                nGen:15°

                本当は折れたところの角度を見つけたかったが、代わりを印刷していなかったので断念。
                薄い板状でいいから出力しとくべきだった。
              • それぞれ5回ずつ飛ばして、滑空時間の平均をだす

                PLA:1.53
                Bamboofill:1.32
                NinjaFlex:0.86
                PET+:1.8
                nGen:1.6


              • 飛んだ距離もしたかったが、自分のところに戻ってくるものもあって比較しにくいのでやめた
            • こんな結果になりました
              • ・重量と滑空時間は関連しているように思える。軽い竹はよく飛ぶし、重い忍者は飛ぶもののすぐ落ちる。
                ・柔軟性が高すぎるのも、飛びにくい原因の1つのようである
            • ・PLAくらいしかほとんど触ってこなかったので、こんなにいろんなフィラメントがあるということに驚いた。またそれらを扱うのがいかに大変か、実際に自分の手でやってみてよくわかった。
              ・ケチらずもう少し長めにフィラメント買っとけばよかった。
              ・もっといいヤスリの方法を見つけたい。
              ・そしてPLAの偉大さに気づいた。楽。
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