100均材料でエンクロージャー製作

PLAは使いやすい

3Dプリンターを使い始めて最初に思うことは、PLAの使いやすさだ。

定着がよく、収縮が少なく、層間の癒着が強く、嫌な臭気がなく、吸湿の影響が小さく、特別な環境を必要とせず、安く、供給が多いとくれば、他のフィラメントを使う必要はないのでは? と思っても不思議でない。

PETGに手を出し、糸引きの多さ、層間の癒着の弱さを感じ、ABSに対してはAmazonのレビューを見て、そこに並ぶ反る、割れる、難しいといった感想から、選ぶまでもない、わざわざ自分から困難を背負うまでもない、自分にはPLAがあるのだから、と思っても仕方がない。

これは過去の筆者自身の話だが。

ABSは使いづらい?

しかし、実際にはフィラメントは使い分けをする必要がある。

PLAは熱に弱い。力が加わっている状況なら40度程度から曲がり始め、また継続的に力が加えられると常温でも変形が固定化されてしまうという、PLAだけに顕著な性質がある。

それに対し、PETGはPLAより耐熱性があり、紫外線に強いといった特徴から、屋外での使用を前提とした造形物に適している。収縮が少なく定着がいいので、PLAに次いで使いやすい。

ABSはPETGよりさらに耐熱性があるが、紫外線には弱い。糸を引かず、造形はPETGより綺麗。サポートが取りやすく、複雑な形状の造形に威力を発揮する可能性がある。

照り付ける日光によって高い温度に上がる自動車の室内に持ち込むもの、常設するものを作る場合は、PLAはもちろんのこと、PETGですらやや耐熱性が足りず、ABS一択となる。

※PC(ポリカーボネート)も選択肢になるが、PCの場合、造形に250度を超える温度を必要とし、3Dプリンター側がそれに対応していないとならない。そのほかASAも選択肢になるが、価格が高く、あまり売ってもいないという難点がある

その一方、ABSは収縮が大きく、造形物が反り、積層割れしやすい傾向があるのは確かだ。

しかし、3Dプリンターの造形スペースが壁で密閉されていると話は変わってくる。

扱いづらいABSも、密閉された空間内での造形だと、PLAほどでないにしろ、かなりやりやすくなる。

3Dプリンターの造形スペースが壁で覆われていると、ヒートベッドからの熱がそこに篭り、冷えると収縮を始めるABSでも、その収縮を抑えた状態で造形が可能となるからだ。

たかだか壁があるだけで、そんなに変わるものなのか? と思うかもしれないが、本当の話だ。

巷でABSの造形は難しいという話を聞いたとき、エンクロージャーありで造形したかどうか、という前提条件を確かめる必要があるぐらいには。

3Dプリンターの普及機は多くがオープンタイプでABSが使いづらい。

造形スペースが20cm四方の、テーブルが動く形式のものが最も普及しており、それを密閉させるとなるとかなり大きな覆いが必要となるため、最初から箱型の3Dプリンターを使っているケース以外で、ABS造形に適した環境を用意している人は少ないと思われる。

テーブルが前後に動くので、奥行きはテーブルの奥行き×2+αは必要となってくるのが盲点になりやすい。

エンクロージャーの自作

KINGROON KP3Sも多分に漏れずオープンタイプでABSの造形に向いていない。しかし、比較的小型であるため、本体を囲うエンクロージャーの用意が現実的だ。

熱に弱い電源ユニットが別体式というのも効いてくる。

KINGROON KP3Sをエンクロージャーで覆えばABSの造形が可能となり、活用範囲が広がる。

以下のページで書いた通り、KINGROON KP3S用のエンクロージャーにはいくつか選択肢がある。

今回は100円ショップで販売されているプラダンを使った製作方法を紹介する。

プラダンは加工性に優れ、普通のカッターで切れる。

image alt

筆者は自作プリンターのエンクロージャーにプラダンを採用しているが、プラダンの中空構造も有利に働いてかABSの造形がバリバリできる。

image alt

100円ショップで販売されているプラダンは50cm x 35cmと少し小さめで、これで縦横奥行きすべてに40cm程度の寸法を必要とするKINGROON KP3S用のエンクロージャーを作ろうとすると寸足らずで、少々の工夫が必要だ。

image alt

そこで、50cm x 35cmのプラダンでも問題ないように作ったのがこれだ。

image alt
image alt

底面はない。

色がカラフルなのは、どこまでが1パーツかということを分かりやすくするための色分けだ。

50cm x 35cmのプラダン7枚と、覗き窓に使う透明なプラスチックシート1枚、しめて880円で基本的な材料が揃う。

奥側と覗き窓のある手前側は分割式になっていて、そこをどうやってつなぎ合わせるかは使用者に委ねることとした。

image alt

一つには上、左、右のどこかにヒンジを設け、手前側を扉として扱うというのがあるだろう。

筆者は棚に詰め詰めに設置したい都合から、隣との干渉を避けたく、手前側をマグネットで吸着する作りにするつもりだ。

基本的な覆いの形さえできてしまえば、そこから先の料理方法は、3Dプリンターユーザーなら、ユーザーの数だけやり方があるはずだ。

プラダンに使われているPP(ポリプロピレン)は、なかなか接着が難しい素材であるため、組み立てには割りピンを選択した。

image alt

パーツ切り出し図

図中の灰色の部分は、不要部分。

破線は、折り曲げ部分だ。

折り曲げ部分は、谷側の外皮1枚だけ残して切って曲げる。

中の構造材の向きに沿って切る場合はカッターを垂直に立てて表側だけ切る。

下の写真のように、構造材を横切る向きで切る場合も、表面の1枚だけ切るつもりでカッターを入れればOK。折り曲げたときに勝手に構造材が裂けて、裏側だけ残る。

image alt

心もとなく感じるかもしれないが、PPは曲げに強いので(ヒンジ部の繰り返し疲労特性が良好)、残す側をカッターで傷付けないようにすれば大丈夫だ。

1枚目、2枚目

同じものを二つ切り出す。

image alt

3枚目

image alt

4枚目

image alt

5枚目

image alt

6枚目

image alt

7枚目

image alt

冒頭で掲載した完成図にパーツの使用箇所を記載しているので、組み立て方は改めて説明するまでもないだろう。

いったん両面テープで仮止めした上で、割りピンで固定していくのがいいのではないかと思う。

製作例

現在製作中。とりあえずプラダンを切り出した。1時間強の作業だったろうか。

image alt

両面テープがなかったため、マスキングテープで仮組みしてみたが、やはりこれではちゃんと仮組みできない。両面テープが必要だ。

image alt

とりあえず寸法は大丈夫そうだ。CADの成果を元に手作業をするのは初めてだが、実作業に入る前にすべての検討を終わらせたような感じで、このような使い方でも便利だと感じた。

image alt

これをCADなしでやろうとしたら大変だったろう。

割りピンを刺す穴を開けるために、3cm x 3cmの治具を作成した。

image alt

割りピンや両面テープの貼り代の部分は3cm幅で作っているからだ。