直径8cmのプロペラを作成する ～ 3Dプリンターで造形
いつかは自作のラジコン飛行機を飛ばそうと考えていますが、クリアしなければならない問題がたくさんあります。その中の一つ、プロペラですが、サイズが小さすぎたり、軸の穴の大きさが合わないなど、これまた問題が多いです。
そこで、3Dプリンターで作成しようと考えたわけですが、参考となる例をいろいろ見てやってみても気に入ったプロペラの形になりません。また、ネット上で公開されているプロペラも、要求する仕様にぴったりとはいきません。
そのため、ネット上で公開されているプロペラを改造して、自分用に合わせることにしました。まずは元となるプロペラを探し、以下のプロペラを使うことにしました。(ありがとうございます)
https://www.thingiverse.com/このプロペラをFreeCADに読み込ませて、自分に合ったプロペラを作成します。
※作成方法は説明しますが、できた3D CADのファイルは提供しません(できません)。
1.プロジェクトを作成してプロペラをインポートする
FreeCADでプロジェクトを新規作成し、メニューの「ファイル」「インポート」を選んでインポートするファイルを選び、インポートします。
2.PartワークベンチでFreeCADで扱えるように形式変更
ワークベンチを「Part」に変更して、インポートした3DデータをFreeCADで扱えるようにします。
メッシュから形状を作成
「モデル」タブからインポートした3Dデータを選び、メニューの「パート」「メッシュから形状を作成」を選びます。
ポップアップウインドウが表示されますが、このまま「OK」を押します。
ソリッドに変換
「モデル」タブに形状が追加されているので選択し、メニューの「パート」「ソリッドに変換」を選択します。これでFreeCAD上で図形を編集できるのですが、あまりにも多くのパーツで構成されており、私のパソコンでは遅すぎて編集できない事態となりました。そこで、以降の作戦で編集します。
3.Part Designワークベンチでボディを作成
ワークベンチを「Part Design」に変更します。そして、いつものPart Designの作成手順でボディ、スケッチを作成します。
プロジェクト名を選択した状態で、「タスク」タブで「ボディーを作成」を選びます。
「スケッチを作成」を選びます。
プロペラが正面を向いているので、「XZ平面(ベース平面)」を選びます。
ここで、インポートされたプロペラのサイズを測ってみます。直線を引いてみると、約256mmであることが分かりました。目的のプロペラサイズが80mmなので、縮小する必要があります。
サイズを測った線は、削除しておいてください。なお、スケッチは後で利用しますので、削除せず残しておいてください。
4.再びPartワークベンチで縮小する
インポートした図形の縮小はPartベンチワークの方が分かりやすいので、そちらで作業します。ソリッド化した図形を選択し、ツールバーの「拡大・縮小」を選びます。
インポートした図形を0.31倍すれば80mm程度になるので、指定して「OK」を選びます。
直径80mmの図形がコピーされて作成されました。元の図形は非表示にしておきましょう。
5.Part Designワークベンチで軸中心を作成する
直径8cmのプロペラが作成できましたが、軸の太さを合わせなければなりません。目的の軸は作成したプロペラの軸よりも細いため、軸の図形を追加することにします。
ここから先は、細かい説明を省かせてもらいます。操作はFreeCADの基本的な操作となりますので、あらかじめ勉強しておいてください。
Part Designワークベンチに移動して、先ほど作成したスケッチを表示します。
プロペラの位置を原点に合わせます。次に軸の図形を作成しますが、プロペラがあると作図しずらいので非表示にします。
プロペラの軸の外側を円柱で作成します。インポートして作成したプロペラの軸サイズより大きく作成します。
今回作成したいプロペラの軸サイズで穴を空けます。実際にプリントすると設計通りに穴ができるわけではないので、ここは試行錯誤でサイズを指定する必要があります。
プロペラを表示すると、プロペラと作成した軸が合体して出来上がりました。これで、目的のプロペラが完成しました。
Bambu Studioにアップロードしてみました。実際の印刷は、サポート材の設定が必要です。取り除くのがちょっと大変そうです。
6.実際に造形してみて
サポート材がバリバリに付いていましたが、それほど取り除くのは難しくありませんでした。しかし、、、
プロペラの直径は7cmですし、プロペラの先が正しく印刷されていない。これは、3Dプリンターのノズルが0.4mmで限界なのだと思われます。元の図形を31%で縮小しているので、羽として薄すぎるのでした。やはり、考えが浅はかだったようです。
また、作戦を練ってみます。
7.軸穴を大きくする場合は、ドリルで穴を空けた方が速そう
今回は目的の軸穴が小さいため、一つ図形を追加する形を取りましたが、逆に目的の軸穴が大きい場合は、ドリルで穴を空ける方が手っ取り早いと思います。その場合は、3Dプリンターソフトウェア上で縮小して造形するだけで済みますね。
今後は、インポートした図形を直接編集するテクニックを身に着けたいです。どちらにしろ、3D CADをマスターして3Dプリンターで造形できるようになると、今まで問題だったことが解決できて便利です。今後もマスターしていきたいと考えていますが、AIに指示して作成する方が手っ取り早くなるかもしれません。AI検索には、ほんと仕事を奪われて大変です。