電池半田ごてのボディを直す(Step2 STLファイルを作成し、gcodeに変換して3Dprintして評価してからFusion360へ戻す)

電池駆動半田ごてケースの修理の続報です。

底面の形状をスキャンしてBMPからInkscapeでトレースしてSVGにしてFusion360に取り込みました。ここまでは前回お知らせしました。


Inkscape上で取りこまれトレースした底面のカーブです

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実際のサイズは、WHD 37×24.7×6でした。

取り込んだSVGのスケッチを6mm厚で押し出してから、この実物のサイズとスケッチのサイズWHを測定して比率に基づいて拡大を行った。

現物を観つつ、ノギスで計測していきます。外観のカーブが取れているので、スケーリングで合わせます。残りはちまちまと合わせていきます。

レビューをしたつもりで、スライサーにSTLファイルを読み込ませました。

スライサーソフトに読み込ませた状態

種々パラメータ設定してスライス処理を実施

ほどなくスライスが進み

48分の所要時間を示して、gcodeファイルが生成されました。
これをUSBメモリに入れて3Dプリンタで印刷するのが現在の運用です。ちなみにプリンターにWifiも有るのでリモートでの印刷も可能です。

一見良さそうな試作設計段階でしたが・・・・

評価してみると・・・・

爪が折れた試作の写真

左側の付け根との間に溝があるのは作図不良と検証ミスで1mm厚みが薄くなっていた。

折れてしまいました。構造が不味かったですね、不正確な作図で薄くなっていました。気を取り直して修正して作成しました。まだ、サポートが付いている状態がこちらです。

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サポートを取りました完成品

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装着した段階です。

無事に装着して嵌合も出来ました。

強度的にもよさそうです。

 

電池半田ごてのボディを直す(Step1 Inkscapeで2DスキャンデータからSVGを作り、Fusion360へ渡して)

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大洋電機が出しているMSD20という電池式半田ごての本体ボディの作りがいまいちで元々電池蓋が取れがちだった。そしてやがてそれは折れてしまい使えなくなっていた。放置していたのだが3Dプリントで修理することにした。

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手順としては、まず折れた部品をコピー機にかけてスキャンする。

得られたbitmapファイルをInkscapeでインポートしてビットマップを
トレースしてパスを得る。

得られたパスはfillされている形なのでfillをなしにして
strokeをありにすると以下のようになる。

表示モードを変えると構成点で以下の様に表示される。

要らない外枠をctrlキー押しながら、選択していく。

削除すると2つのデータになる。

左のデータをマウスで領域選択する

削除すると目的の底板のアウトラインが得られる

ページサイズを選択オブジェクトに合わせる。

この状態でSVGファイルとして保存する。このSVGファイルをFusion360で取り込んでサイズの補間をする。

実際にノギスで測ったサイズとSVGデータのサイズをスケーリングするわけだ。
Fusion360では、計測機能があるのでSVGのサイズ(S)を求めて実際のサイズ(A)で縮尺処理をする。スケーリング指定では(A/S)の形で与えれば実際のサイズに変換できる。

下絵のベースが出来たら少しずつ実物をトレースしていき仕上げていく。
実際には、半分だけ仕上げてカットした形からミラーリングで作り上げる。

作り上げたファイルはSTLにして落として、プリント用にスライスしてgcodeファイルを生成して、プリンタに掛けるという手順だ。Thingiverseに登録しておいたが、まだ印刷前なのでinprogressとしている。
修理は実際には、その先で始まり爪がうまく止まるように調整していくことが必要ではある。

 

 

 

トイレのフロータンクがズレて水が溜まらなくなること(水が出っぱなし)を修理した

別宅は、普段は住んでいない週末の家なのだ。先日、水洗トイレが止まらなくなるという事態が発生して、フロータンクの中の部品(大小で流す水量を調整する可動式の弁?)がズレてしまうことが問題のようだ。写真での右中央にあるものが大小で動作する部品なのだが、これが収まる黒い樹脂部品容器がずれてしまうことで問題が起きるようだった。問題がおきたら、水栓を止めてから、この黒い容器を動かして調整をして様子を見てきた。トイレの水量が止まらなくなると水道代として漏水扱い(実際そうなのだが)として料金が跳ねあがるのだ。1週間あるいは2週間留守にすることもあるので実際に今回の水道料金は普段が2500円程度のものが12000円程度になっていて水道メーターの管理で来た人もたまらずベルを鳴らして訪ねてきた。普段は在宅していないので偶々休日にこられたのだが・・・。顛末は理解していたので、あの1件だとわかった。何かの拍子でずれることもあるだろうから、固定化する修理までは、留守にするときにトイレ内の水栓を止めるようにしていた。

本質的な修理をすべきと判断して黒い樹脂容器が収まっている位置にクリップできるような部品を3Dプリンタで作成することにしたのだが、測定するのがとても難しい、タンクの中に金属の巻き尺をまげていれて大まかなサイズを割り出して、手探りで構造を押さえてから部品を試作繰り返して左の写真にある緑の部品のような形が最終形として仕上がった。もともとの何かの不具合に至った理由はわからないのだが、たぶん何かの樹脂部品が破損したのではないかとは思う。

水道代の請求から修理することにしたのだが落ち着いてよかった,

トイレタンク修理部品

掃除機のズームパイプの調節リングが壊れた・・・

  1. SHARPの掃除機の所謂パイプ長さを調整するリングが壊れてしまったそうだ。
    壊れたところを見ると締め付けた後に樹脂の劣化が生じたのだろうか、この部品だけを売っていたりすることがないのがこのご時世だ。効率最優先で全交換でパイプ込み
    で3000円ほどするようだ。3Dプリンタでアプローチしようとするも肉厚を増したうえでABSで出力してみるしかないという所だろうか。

雰囲気としては、昔のアマチュア無線のノブを設計するのに似ているが、大きなネジ
自体は近いサイズのネジを作りこんでからスケーリングで合わせるしかなさそうだ。

回転体として設計するのが都合が良いので、断面をイメージして計測結果から作図をする。補助線で引いた中心線に基づいて回転させる。長さ方向は合わせて、直径は計測したものに近いねじ径とピッチで円柱を作りオネジで作り長さ方向以外でサイズを調整して作った。

ちなみにDMMで一番安い印刷は最近強度もありそうな試作プロレジンの割引で2537円ということだ。実際にプリントしてみてから頼んでみるかな。タフレジンだと5056円ということだから、試作は特別価格のようだ。

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なんだか、それなりのものが出来た。一番難しかったのは螺子の谷に埋め込まれたサポートの取り外しだったが、バリ取り工具のプラ用で取り去ることが出来た。

 

CADデータからサンプルを作りたい

一緒に都立産業技術高専で非常勤講師を勤めている友人から、ある製品のCADデータに基づいて3Dプリンターでサンプルが作れないのかという相談を頂いた。学校の研究室にあるそれを使ったら出来るのではないだろうというレベルの話だった。以前から、授業に使う教材を支える道具や治具的なものを自宅工房で作成したりしたものを共有していたことからそんな相談になった。
「データがあったら始められるんでしょ」的な話ではあったものの、彼と私の出勤日も異なるので私の出勤日に合わせてその授業前後で依頼した人も交えてチャチャッと
済ませられるものだと思っていたようだ。まずはどんな形式のファイルなのかもわからないままに時間が経ち、学校は夏休みになってしまった。木更津の工房にある3DプリンターではFDMモデルなので制限事項が多いことから、そうした目的にはかなわないかも知れないが、まずはCADデータが入手出来たら確認するよと話を結んでいた。
そんな工房でのオープンも既に夏休み体制も終わろうとしていた時にデータが入手できたのでと送られてきた。メッセージは、いつ行ったら良いかな的なノリだった。
届いたものはSTEPフォーマットだった。レジャー用に設計された船らしい。沢山の製造部品がそのまま集大成になっていてどうしたものかと思いつつ、一つずつの部品のボディをSTLに変換していくと40弱のパーツになってしまった。これではプラモデルにもならないし組み立てるの大変だろうと一旦回答をしておいた。相談に伺いたいという話だったが、自宅のプリンタで済むかどうかも含めてネットでオンラインで知人への依頼主交えて状況を説明することにしておいた。
何か解決策はないだろうかと探っているとSTEPファイルでFusion360に取り込まれていた全体を纏めてSTLファイルとしてExportできることが分かった。時間はかかるもののCloud側で処理されて暫くしてからダウンロード出来た。
早速、DMM.makeにuploadして見積をしてみた。元々のファイル指定ではサイズを1/20にしたつもりだったが、350cm(1/2サイズ)になっていたらしく出力不能となった。再度スケーリングして1/20サイズで長さ35cmにしたところ18万円弱というものだった。展示会などで説明するモックアップにしても高すぎるのだろうと思い、サイズを更に20cmにすると4万円弱ほどになり体積見合いであることが分かると共に一括でSTLにしたため一番大きな船体部分が全て体積として計算されていることが支配的な理由だろうと判明した。
あいにくと一括で一つのSTLにしたファイルはMeshモデルなので空洞化させる為の演算などは出来ずソリッドモデルに変換する必要があったが、とりあえず依頼元の方と知人交えて目的のサンプル作成というゴールについては手の届きそうな費用範囲になりそうなのでデータを渡してDMM.makeに発注することを勧めておいた。
Meshからsolidに変換することは主要な最大部品である船体に限れば自分のマシン環境でも出来たので、中にたい焼きでいうところの餡子部品を作成して引き算することで空洞化処理をできた。他の部品も全てsolid化したのだが次に結合しようとすると末端のマシンではリソース不足になるらしく諦めた。ちなみにマシンのメモリは16GBしかないのだ。
最初に立ち帰って全てのsolidモデルのまま凡そ150ほどの部品を纏めてSTLに再度Exportすることで解決した。無理をしないことが肝要だ。なお、空洞化するだけでは不足で穴をあけて固体化しない材料が抜け落ちるようにしないとモデルとしてはNGだ。底面に3か所の穴をあけてこれらに対処した。
同様な条件でDMM.makeで見積を取ったところ13000円ほどになったから良いのかと思います。

スライスチーズの場所を作る

頂いた奥様からの設計メモ
冷蔵庫内部を測っていただいたチーズのサイズも含めてのものです
2つの部品に分けて設計した。
厚みは2mmPLAでサポート無しで強度を確保する作戦チーズを束ねる枠についてはひっかけ側から挿入してくびれで支える

出力時間はそれぞれ7時間ほど

これで設計メモのイメージのものとなった筈。

実際のデータはこちらにあげている

コロナ禍の夏 マイポットの乾燥が課題らしい

夏休みになり、小学生たちが自由研究のネタなのか電子工作塾という期待値で訪れるようになった。付随的に保護者の方々もいらっしゃいます。保護者の方々も日々のご苦労を改善したいということが幾つもあるようで、そんなネタをお子さんのテーマに反映されているような雰囲気も感じます。

組み込みの里では、日常的に問題があったり改善したいものについては頻繁に3Dプリンタが登場してショウもないものを作っていることは皆さんにお見せして参考事例にしていただいております。ポップコーンの分納器なども一例ですが、簡単に3回分に分けて収納するようにして毎回の計量を重量から容量に転換して改善したりしています。

夏休みでコロナ禍ということでも小学生の日常として水泳スクールに通わせているとマイポットを持たせていらっしゃるようでこの洗浄とその後の乾燥が難しいので乾燥しきらずに飲み口の所が臭くなるのだとかが悩みらしい。

ポットはそのまま食洗器にもいれられないらしいので、バットに洗った水筒を逆さに立てているらしい確かに水が落ちるにしても口元に残りそうだなと思う。
口の細いものが特に問題らしい、さもありなん。

 

課題だというのならばツールも種々でているようで100円均一ショップにあるマイポットを逆さにして乾燥させるものや、珪藻土のスティックやブロックをクリップに引っ掛けるものが通販サイトにはあった。

 

とはいえ、このままでは換気が弱いと思うのはマイポットの口が細いことやスティックの長さが短そうだとかあったので強制換気をチューブとファンでやったらどうかというものを考えた。先端に湿度センサをつけて乾燥検知したらファンを止めたらとか、送風のチューブと珪藻土スティックをクリップしてマイポットに挿入したらよいのではというアイデアになったが、 まずは珪藻土スティックと送風チューブをプリンタで繋いでみてどのくらい効果があるのかをみようとした。マイポットが三本あるらしいというシチュエーションらしいのが見え隠れしたので3Dプリンタに使うミニターボファンに分岐をつけて三本に分ける程度の状態でやってみた。物理的に水がたまった状態から蒸発して珪藻土スティックに吸収させるという動きにはあまり効果が見られないように感じた。水は基本的に逆さにして落とすべきでそのうえで口元に残らないようにする形を考えて、

発想を反転させてみた。乾燥効果を高めるためにまずはファンを専任させるよう分岐も外して下から吹き上げるようにした。スタンドの扇を介して風は中央の珪藻土スティックにそって中にあがっていきスタンドの他のコーナーから抜けていくようだ。もともと水自体は足元に落ちてくるので下にペーパータオルでも敷けば済むだろう試作品で効果が確認できたので、 お困りの方の幾つかのマイポット水筒の口のサイズを計測させてもらいカスタマイズしてみた。問題の細い口のものも広口のものも対応できるようだ。更に別のものもあったようだが壁に向かって傾ければ使えるので問題はないのだといわれたが3種類くらいはそのままで対応できそうには思う。このスタンドを使うと30分ほどで乾燥できるそうだから、低速に三本乾燥するよりも良い判断だったかと思う。5Vのファンだったので、USBケーブルを接続できるようにXHソケットをつけて熱収縮チューブでコーティングをして日常使用に耐えるようにしておいた。シロッコタイプのミニファンは中々よい風量をこの構造で実現してくれてありがたい。

拡大ルーペスタンドの修理いろいろ 蛍光灯からLEDへ

 

電子工作をする上で、半田付けや部品の確認など拡大鏡はとても便利で必須なものだ。特に蓋つきの拡大鏡が有用なのは、危険性があるからだ。安価なルーペスタンドではプラスティックレンズをクリップした形の洒落たもので小さなLEDが下についていてボタン電池を内蔵してそこそこ明るくつくので当初は便利に使っていた。

根暗な環境で使うのならばアリかもしれないのだが、こちらは明るい田舎の陽光が差し込む環境なので拡大鏡がピントを結ぶ当たりにはともすると狼煙があがってしまう事態となるのだ。こうした過去のインシデントがあり蓋つきの拡大鏡が必要なのである。

組み込みの里を開設したのは、2012年で10年前になり当時はLED化が進んでいない状況だったので卓上用のルーペスタンドライトには12Wの小さなサークル蛍光管がレンズを取り囲む形でついているものだった。電子工作オープンラボで小学生から大人までを迎える机には一つずつルーペスタンドを設置していた。

先週3名のお子さん達からの申し込みで再開した形になったのだが、久しぶりに確認すると一台のルーペスタンドの蛍光灯が切れていた。予備のランプを買い置いていた記憶があったのでストックを探すとなんと品番違いの大きなワイド蛍光灯だった。すでに蛍光灯のスペアパーツは販売終了となっていてストックもないようだった。対応策はLEDに交換改造するという道のようだったが、取り急ぎ、机を4つ稼働させるために他のアーム式のルーペランプを持ち出してきて今週申し込みのあった4人のお子さんに対応させるべく準備をした。

小学生のお子さんを引き受けて、工作の指導をするという場は実はとても限られているようだ。母校の高専でも夏休みのイベントで工作体験などの実績があるのだが、コロナ禍で2年ほど中止となり、今年はようやく再開するらしい。しかしながら、もとより人気があって申し込み抽選倍率が高いのに加えて、今年は規模が1/3に絞られて開催されるということなので、夏休みを控えたお母さん方がネットから探り当てられてメールをしてこられたということのようだ。

さて、ルーペスタンドについては、同様な状況の人もいらっしゃるようで在庫切れの蛍光灯を探したとしてもすぐに問題となるので改造修理することにした。LED 1Wのものを24個ただし電流は半分に減らしてトータル12Wで元の蛍光灯と同程度にしてという形にした。LEDと基板を購入して止付けるベース板はPolyCarbonateで3D作成するというのが里らしい方策だろう。上海の流通が復旧したのかAliexpressでの手配でも早くに入荷したようだ。お盆明けにでも作成することにしよう。3D設計は完了して部品手配も完了だ。

1W規格のLEDと実装基板を入手して組み立てました。LED留め付けの部品としては3Dプリントで作成しました。

拡大すると、失敗が明らかになりますがモジュールを並べると当初設計したものでは入らないことが分かりました。角度の読みが甘かったようで1Wの丸基板は平置きではサイズが並びませんでした。基板を傾けた形で実装するベースを再設計製作したものを用いて形になりました。300mAの定電流電源で駆動します。蛍光管の接続部分を改造して用いています。

 

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定電流電源の基板(右)は、内蔵していたインバーター基板(左)と交換して実装しました。サイズがコンパクトになるのでこちらも3Dプリントして実装ベースを作成しています。とりあえず、蛍光灯が切れていたスタンド一式のみを試作改造してみました。

 

下から、見ているとボロは隠せているようです。

次に備えて今度は実装を平たく出来る基板を設計製作している。基板が出来てきたら組み立てなおす予定だ。

とりあえずの形の姿で使えるようにしている。電流を半分に抑えているので発熱も減っている。明るさも抑えているが十分に明るい。

拡大ルーペアームライトの修理

拡大ルーペスタンドの蛍光灯が切れていたのでアームライト版の拡大ルーペを作業机にセットして四人分の机を確保しようとした。迎えた子供たちがモノづくり体験をしている間は、静かに集中しているのだが物が出来上がってきて更に次に進みたいという思いにあるのに他の子供たちが作っているのは待っていられなくて大人しくしていないのは子供だから仕方がない。普段みかけない、レンズに蓋が付くスタンドがあると意味もなく開け閉めするのは子供あるあるだ。そして蓋のあいたままのアームライトがあることも忘れて椅子の上に膝立ちになって腕を振り回したので蓋をとめる付け根の樹脂が折れた。さすがに力がかかる部分なので生半可な接着や溶着を試みてもだめだった。

折れた部品を採寸して上面に幅広く拡大して接着する構造の部品としてABS樹脂で3Dプリントする形で設計してみた。

蓋が跳ね上がる構造なのでそのあたりの検討も必要だった。
出来上がって、アセトン系の接着剤で溶着した。実際の仕上げにはリューターを使って蓋の開閉がスムーズになるように削って調整した。

子供が机の上で使うのには不向きだということを再認識したうえで切れた蛍光灯タイプのスタンドの修理を進めている。

3Dプリンタで治工具作ってみた

友人が楽しそうなギミックをアイロンビーズとIchigoJamとサーボモータで作っていた。夏から秋のイベントで沢山キットにして出したいらしい。

でも、そのメカの針金工作をどうするかで悩んでおられたので3Dプリンタで設計デモ
して試作提案をしてみた。こちらも治工具の勉強になった。部品の一部はこんな形です。リンクで動作が確認できます