123Ddesign データ作成

123D Design データ作成

 

Fusion360 をインストールして練習をスタートしました。(ボケ予防?)

このHPでは手狭なので、近日中に引っ越しして、Fusion360 初心者コース?のページをオープンしたいものです。

最低限のテスト .stl をアップロード → ダウンロード → 3D印刷(.stlを作成)はできました。

Inspiron 15 5000 で今のところは順調に動いています。

 

目次

3D-CAD データを作ろう

材質を検討、参考書籍

「四角形」→「押し出し」→「シェル」立体を作って、くりぬき

「投影」→「オフセット」→「押し出し」正面開口を切り抜き

「投影」→「オフセット」→「押し出し」下側の開口を切り抜き

「移動回転」(10mm上に上げて、20°傾けます)

「投影」→「押し出し」→「トリム」(台をつくります。)

「投影」→「オフセット」→「ロフト」(柱を作図します)

フィレット(角丸め)

「マージ」(本体と台を一体化)→「フィレット」

保存、.stl エクスポート

netfabb_Basicでエラーチェック

印刷→バージョンアップ(改良)

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.stl データを作ろう

3D-CAD データを作ろう

シンギバース(英語)や、DMM.make(日本語)などで、3Dデータを手に入れる事もできるのですが、・・・

AUTODESK 123D DESIGN(3Dデータ作成ソフト)を使ってiphone7用「スマホ立て」を作ります。(stlではない)オリジナルデータを持っていれば、完成後でも「プレス / プル」 コマンドで横幅を変えて、iphoneSEや iPhone7plus用に改造する事ができます。

(フィギュア等ではなく)機械図面を作成するアプリのせいか、123D DESIGNから出力したstlファイルは、3Dプリンターの本に出てくる「ポリゴンエラー」が発生した事がありません。(stlファイルをnetfab Basic のアイコンにドロップして「異常なし」の確認は行います。)

3Dプリンターによる制約

カインズホーム鶴ヶ島店には、(前のモデルですが)MakerBot Replicator Miniという100x100x125mmのデータを出力できる3Dプリンターがあり、(3D渋滞予防のため?)3時間まで予約する事ができます。

Layer Thickness(Resolution) : 0.2 mmの通常条件で5時間以上のデータを、「3時間」に合わせるのは大変です。シンプルなデザインしかできないし、stlデータができた後、スライサーソフトを使って印刷データを作る時に、積層厚さ(レイヤー)を0.4mmに設定して時間を短縮します(積層の跡が目立ちます)。往復の交通費もかかるので、1台買ってしまった方が割安です。寝る前に3Dプリンターをスタートしておけば、「朝には品物ができている」という流れを手に入れる事ができます。

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積層面が欠ける(剥がれる)傾向があります。

材質を検討、参考書籍

DMMの3Dプリンターサービスで見積りをとると、ナイロン素材で着色可能なサイズは100x100x100mmまででした。外形寸法を96x96x96mm以内にします。

体積が時間とコストに直結するので肉厚を2mmにしようと思ったのですが、肉厚2mmの試作品にヒビが入ったので、肉厚を3mmにアップしました。(ふっくらした感じが良いのですが、強度的には2.4mmで十分だったようです。)

また、MakerBot Replicator Miniは、PLA専用のマシンですので、屋内用ならOKかと思いますが、車内の温度(80℃?)には耐えられない物になってしまいます。(後継機種のMakerBot Replicator Mini+は、高温PLA対応になりました。)

3Dプリンター出力の製品は、積層面のはがれが発生しやすく、通常のプラスチック(射出成型)製品よりも厚く(積層面の面積を大きく)デザインして強度を確保する必要があります。

バンパー付きiPhone6の横幅は70mmなので、内寸=74mm。

厚さ9mm→ 内寸=14mm。(出し入れを楽にする構想)

→外寸は幅80mm、奥行20mm?

ライトニングケーブルを挿す事を考えて、奥行(外寸)を24mmに変更。

高さは、plusを立てる事も考えて82mmにしました。「DMMの100mmしばり」を考えると、96mm以内にしたいところです。

*3Dプリンターで出力した品物は、設計寸法より小さく仕上がります。1mm縮んでも大丈夫な寸法にします。

これを20°傾けて、足をつければできあがり。(仕上がり高さを96mmに収めます)

参考書は、2016年以降に出版された物がお勧めです。123D Designが日本語化される前の内容でもOKの方には、「自宅ではじめる モノづくり 超入門」 水野操著 SBクリエイティブ発行 をお勧めします。 (電子版もありました)

123D Designをインストール

事前に登録用メールアドレスを1つ用意します。

*yahoo.co.jpやgmail.com で3D-DIY専用のアドレスを作っておくと便利です。

PCはグラフィックメモリが2GBあると安心です。無くても何とか!動きますが、データが重くなると異常終了しやすくなります。

*後継のFUSION360を使うには超強力(グラフィックメモリ4GB?)PCが必要なので、私は123D Designで決まりです。業務用に使っても99ドル/年と格安!

ダウンロード手順

http://www.123dapp.com/design ですが・・・・

2017年4月24日に確認したら、「123dapp.com is Now Closed!」

きっちり閉鎖されたようです。

 

以下の内容は、123D Design インストール済のマシンをお持ちの方へ。

 

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スマホ立て完成

「四角形」→「押し出し」→「シェル」立体を作って、くりぬき

iPhone6、7用の箱を作ります。

スケッチ(鉛筆アイコン)→スケッチ四角形→グリッドをクリック(ターゲット面を選択)→原点から適当にドラッグして四角形を作成→確定する前に外寸の幅80mm、奥行24mmを入力します。

(横方向の寸法が青くなってる状態で、「80」「 tab」「24」と入力してenter)(80x24の長方形が完成 )

鉛筆の右隣り「構成」→(一番左の)「押し出し」→先ほどの長方形をクリック

数値の入力待ちになっているので、「82」「enter」

高さ82mmの立体になりました。

画面から立体がはみ出たら、マウスのホイールで大きさを調整して、ホイールを押し込んだ状態でドラッグして表示位置を調整します。

天面が見えるように右ボタンドラッグで角度を調整します。

鉛筆から2個右隣りの「修正」→(一番右の)「シェル(くりぬき)」

立体の上面をクリックして、「内側の厚さ」に「3(mm)」「enter」

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正面開口部を作図します

「投影」→「オフセット」→「押し出し」正面開口部分を切り抜きます

正面開口部の下書きをします。

スケッチ→(一番右)「投影」

正面をクリック→上辺をクリック→中央部(面)をクリック

*上辺と3辺に直線がひかれました。

スケッチ→(右から2番目)「オフセット」

正面をクリック→右の辺をクリック→内側に向かってドラッグ→12(mm)

スケッチ→「オフセット」

正面をクリック→左の辺をクリック→内側にドラッグ→12

スケッチ→「オフセット」

正面をクリック→下の辺をクリック→内側にドラッグ→20

鉛筆の右隣り「構成」→(一番左の)「押し出し」→開口になる長方形をクリック→「-6」→切り取る部分が赤表示になった事を確認→「enter」

*4~20なら同じですが、1桁の6が押しやすいです。

*右ボタンドラッグで角度を変え、結果を確認します。

「トリム」(下書きスケッチを削除)

スケッチ(鉛筆アイコン)→(右から4番目)「トリム」

線が乗っている面をクリック→線にマウスカーソルを乗せる赤く反転→クリック(削除されます。)

*右側の目玉アイコンから「スケッチを非表示」を押せば早いのですが、データが重くなると123D Designがクラッシュする原因になります。地道に作業する事をお勧めします。

*同じ場所にたくさんの線が引かれている事が分かります

*最初に引いた底面の線は別な面なので選択できません。

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下側ライトニングケーブル用開口をあけます

「投影」→「オフセット」→「押し出し」下側開口を切り抜き

右ボタンを押したまま上にマウスを動かすと底面が見えます。

スケッチ(鉛筆アイコン)→(右から2番目)「オフセット」

正面をクリック→右の辺をクリック→内側にドラッグ→28(mm)とやりたかったのですが、四角形が選択されてしまい、12mm以上はエラーになりました。(失敗)

*最初の長方形も削除します。「トリム」

*トリムするときはなぜか? 1本ずつ線が反転します。

ライトニングケーブルの開口をの下書き (やりなおし)

スケッチ→(一番右)「投影」

正面(ターゲット面を指定)→上辺→下辺→右辺→左辺を順に(側面を)クリック)

*4辺に直線がひかれました。

*面の中央部や、下面の辺をクリックすると、選択されていない辺が同時に選択されてしまい、後の作業に支障が出ます。

スケッチ→(右から2番目)「オフセット」→底面をクリック→右の辺をクリック→内側にドラッグ→28(mm)

*線を1本ずつ選択できない時は、投影で線を作図やり直し

*新しい線が優先的に選択される傾向があります。

スケッチ→「オフセット」→底面をクリック→左の辺をクリック→内側にドラッグ→28

スケッチ→「オフセット」→底面をクリック→下の辺をクリック→内側にドラッグ→11

「押し出し」ライトニングケーブル用開口を切り抜き

鉛筆の右隣り「構成」→(一番左の)「押し出し」→開口になる長方形をクリック→「-30」(赤表示になります)→「enter」

*20以上なら同じですが、30が押しやすい(100もお勧め)

*右ボタンドラッグで角度を変えて切り取られた事を確認。

「トリム」、「スケッチを非表示」下書き線を削除

(正面開口 縦線の投影)丸ポチが消えないので、右側の目玉アイコンから「スケッチを非表示」 (仕上げの一手)

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10mm上に上げて、20度倒します

「移動回転」(10mm上に上げて、20°傾けます)

右上のビューキューブの「右」をクリック(横を向きます)

トランスフォーム→(錨に似た)移動回転

立体をクリック(矢印が出ます)

上矢印を捕まえてドラッグ(10mm数値入力します)

*矢印を選択(クリック)した瞬間だけ、矢印が黄色に変わります

何もない場所を左クリック(確定)

トランスフォーム→移動回転

立体をクリック(矢印が出ます)

左側の回転用矢印を捕まえてドラッグ(-20を手入力)(-30°でも良いです。)

*デフォルト設定が15°プリセットになっていると思います。

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スマホ立ての台を作図します

「投影」→「押し出し」→「トリム」(台をつくります。)

スケッチ→投影→下のグリッドをクリック

箱の背もたれの上辺、左右の側面、底面の各辺をクリック(凹の形になります。)

構成→押し出し→凹型の面をクリック→3(enter)

スケッチ→トリム(底面の下書き線を削除してください。)

柱を作図する準備

投影、四角形、オフセット(柱を作図する準備)

スケッチ→「投影」→凹型の台の上面中央部をクリック(周囲に線が引かれます。)

スケッチ→延長→凹型の内側の線を選択(赤い延長線がでたら)クリック

*凹の形が長方形3個に区切られました

スケッチ→オフセット→後ろの辺を選択→20を入力(失敗)→「esc」

*水平右ドラッグで、後ろから見るようにします。

スケッチ→四角形→中央の四角(面というか領域)を選択

後ろ側の角を開始点に指定します。

24→「tab」→24→「enter」「enter」

*24x24の正方形の下書き完成。

*内側に20x20の正方形を作図します。

スケッチ→オフセット→24x24の正方形を選択→2を入力

*20x20の正方形の下書き完成。

*20x20の正方形を残して残りの下書き線を削除してください

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ロフトコマンドで柱を作図します

「投影」→「オフセット」→「ロフト」(柱を作図します)

右上のビューキューブの「後」をクリック

スケッチ→「投影」→本体背面中央部を2回クリック

*まずターゲットになる面が選択されて、次に外周が選択されます

スケッチ→オフセット→30を入力(20x22の長方形が作図されました。)

スケッチ→延長→20x22の長方形の縦線を下に延長

スケッチ→トリム20x22の下の辺と、外周の線を消します。

(20x52の四角形が残ります)

右ボダンドラッグで2つの四角形が両方見えるようにします。

構成→(一番右の)ロフト→2個の四角形を上、下の順にクリック(enter)

右クリックで左右にドラッグして結果を確認してください。

スケッチ→トリムで下書き線を消します。

*うまく選択できないときは、右の目玉からスケッチ非表示

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フィレット(角丸め)をかけます

フィレット(角丸め)

修正→フィレットで、角丸めをします。

*対象の辺を複数選択してから、数値を入力します。

箱の内側の縦線を(4本)2mm

箱の底面内側を2mm

箱の外側縦線を5mmでフィレット

正面開口まわりを4mmでフィレット

ライトニングケーブル通り道の角を4mmでフィレット

台の各コーナーを4mmでフィレット

短い辺の選択は、マウスのホイールで拡大して作業するとやりやすいです。

本体部分底面(外周)を1mmでフィレット(今やらないと、後からではフィレットできなくなります)

柱の縦線4本を2mmでフィレット

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本体と台をマージ(一体化)します

「マージ」(本体と台を一体化)→「フィレット」

今、マウスを台の部分、本体部分に乗せると別々に選択されます。試しに柱の下側の線を選択してフィレットをかけると、台部分とくっつかずに丸まってしまいます(戻る、または保存せずに終了)。フィレットをかける前にマージ(一体化)します。

結合→(左側)マージ

本体、台をクリック→「enter」

柱と台、柱と本体のつなぎ目を1mmでフィレット

残りの辺は0.8か1mmでフィレット(お好みでどうぞ)

台の下面は0.5でどうでしょうか?

*フィレットは順番を考えないと、フィレットできない辺が残ってしまいます。

色々 試してください。

最後にフィレットの状態で全体をスキャンして、対象になる線が無ければ大成功。少し残っても気にしないで終了。

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保存、.stl エクスポート

ファイル名を付けて保存

×→名前(phonestand74x18.123dx)を付けて終了

完成データのダウンロードはこちらから

*保存先を(マイプロジェクトではなく)「マイコンピュータ」(デスクトップなど)にしましょう。123D design がFusion360より使いやすい点は「マイコンピュータ」保存ができる点にあります。

「123D DESIGN」ロゴの左の▽マークを左クリック→「保存」→「マイコンピュータ」(デスクトップなど)を選択→「OK」(途中で何回か保存するべきでした)

*複雑な形状になると、フィレット作業で「やり直し」が必要になる可能性が高いです。

3Dでエクスポート(stl ファイルを書き出し)

ファイル名「phonestand74x18」をコピーしておきます。

phonestand74x18.123dxをダブルクリックすると、123D DESIGNが立ち上がります。

「123D DESIGN」ロゴの左の▽マークを左クリック→「3Dでエクスポート」

「ファイン」を選択→「OK」

ファイルの欄に、コピーしておいた「phonestand74x18」をペースト→保存(phonestand74x18.123dxと同じフォルダに保存されます)

×を押すと「保存しますか」と聞いてきますが、どちらでもOKです。(私の経験範囲では違いが分りません)

phonestand74x18.stl が完成しました。お疲れ様でした。

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netfabbBasicでチェック

netfabb_Basicでエラーチェック。

以前は(非営利であれば)フリーで利用できたのですが、ダウンロードページ

https://www.netfabb.com/basic.php

が、404 - Page not found になってしまいました。

2017年4月24日現在、

http://www.autodesk.com/products/netfabb/overview

から「 DOWNLOAD FREE TRIAL 」 をクリックして、30日版をダウンロードするしかなさそうです。

 

Fusion360 をインストールしたノートPCにnetfabbが入っていないのですが、エラー無しの確認だけなら

Meshmixerのアイコンに.stl をドロップするだけで確認できました。(エラーが有ったら赤い斜線が入るようです。)

*エラー修復を行うには、netfabbが必要です。(またはデータの作り直し)

*過去に起こったエラーは全て無理なフィレットが原因でした。

 

ダウンロード→インストールしたnetfabb Basicのデスクトップアイコンにドロップして、エラーの有無を確認します。

(赤表示の領域や、ビックリマーク「!」が無ければOK)

*複雑なフィレットを使うと、まれ~に出ます。

外形寸法(50.6x80x93.35mm)も確認します。100x100x100mmに収まっているので、DMM.makeで、着色ナイロンを指定できるサイズです。

無着色ナイロンを指定して、藍色や茶色の(布地用)染料をホームセンターや東急ハンズで買って自分で着色するのも面白いと思います。

*全部緑色(赤い部分無し)→チェックOK(済)です。

これで一人前。スライサーソフトにかけてプリントしたり、DMM等の3Dプリントサービスに出すことができます。

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zortraxM200で印刷中

印刷→バージョンアップ(改良)

製品を作ると、改良が必要な点が色々見えてきます。

今回、ABSで出力しましたが、板厚2.4mmで十分だったような気もします。

奥行も、お持ちのスマホにピッタリに合わせると安定感が増すと思います。(量産品には無い、一点物の利点です)

柱の断面形状について

FDM(溶融プラスチック積み上げ方式)だと、スライサーソフトが(勝手に?)柱の中を補強入の空洞にして材料を節約してくれるのですが、DMMに出すときは(3mm厚のリブ2枚など)別な形状にした方が経済的になると思います。3Dプリンターの形式によってデザインを変える事も必要です。

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