ボールベアリング

今回は、一般的な球を利用した、ボールベアリングを作ってみようと思います。
機構は単純ですね。

外輪と内輪の内側に球が通る溝があって、球が片寄らないように、保持器で
ある程度拘束するイメージです。

Fusion360 でモデリング

Fusion360で設計していきます。

平面寸法、スケッチ

玉径は６ｍｍを６個配置するとして、適当ですが、だいたいのバランスをみながら
外径Φ３０、内径Φ１０、玉の中心をΦ２０　としました。
ちょっと悩むのが、玉と内・外輪との引っかかり量です。
大きくすると、組み立てられませんし、小さくすると外れやすくなります。
実は、最初は１ｍｍで作ってみましたが、組み立てできなかったので、０．５ｍｍとしました。

次に、玉が通る溝の大きさですが、ここでも玉とのクリアランスを悩みます。
実際には、作成して動作具合で調整する事になると思います。

内輪、外輪モデリング

私は、クリアランス片側0.25～0.3mm程度として作ってみます。
モデリングは簡単です。
外輪は外径Φ30mm、厚さ2.5ｍｍ、内輪は、内径Φ10ｍｍ厚さ2.5ｍｍのスリーブです。
球が通る溝は、Φ20ｍｍを中心にして、Φ6.55ｍｍのパイプ形状を描き

内、外のスリーブから、引き算すれば、内輪、外輪はできあがりです

保持器のモデリング

保持器の形状をネットで調べると、かなりいろいろな形状が見つかります。
ただ、３Dプリンタで作るには、なるべくアンダー部がないような形状にしたいですから
底面が残るような、円筒から、６個のΦ6.7ｍｍの球を引き算しました。

幅は、内・外輪には接触しないように、１ｍｍの隙間としました。
引き算後、組み立て時、玉が転がりにくいように、少し上面を押し出しました。

完成

Adventurer3 でプリント

玉のプリントがどうなるか分かりませんでしたが、サポート使用でどうにかなりました。
ただ、やはりテーブルとの接触面は、少しガタガタしています。
多少、やすりで後処理しましたが、球なので滑りやすく面倒です。
結局、１００均の、BB弾も購入しました。

本体部分は、三つのパーツ一緒にプリントしましたが、保持器はあまり綺麗にプリントできていません。

組み立て

組み立ててみます。
やはり、プリンタ作成の「玉」は少しガタガタしているので、少し入れづらかったですが
スムーズに回転しました。

１００均ですが、BB弾のほうがやはりすんなりいきました。

まとめ

もちろん、金属の市販品に比べると、スムーズさは全くちがいますが、３Dプリンタで作成でき一つのパーツとして組みあがったのは、いい経験になりました。
金属ベアリングのスムーズさが必要な場合は別ですが、回転機構がほしい程度であれば
プリンタであれば、円柱形状にこだわらず、パーツ内部にベアリング機構を取り入れる事も可能です。
製作の幅が広がりそうです。

3Dプリンタ、Adventurer3 Pro　キタぁ～

約５年前に購入した３Dプリンタ「FlashForge Finder」が壊れました。最近動かす機会も減って数か月ぶりのプリント。一個目は正常に終了しましたが、二個目の途中でフィラメント詰まり。詰まりを解消しノズル掃除して、再度スタートでもまた詰まり。予備のノズルに交換したけど、また詰まり・・・今度はま...

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2022.08.23

その時も、精度確認しましたが、購入から約１年たちましたし、
最近「eSUN」のフィラメントを使い始めた事もあり、再度精度確認してみます。
また、「FlashPrint5」の調整方法もよく理解していなかったので、こちらも検証してみます。

確認モデル1

まずは、確認用として非常に単純なモデルを用意しました。

□２０mmのブロックに、□10mmの□孔が開いている形状で、厚さは5mmの簡単なモデルです。

スライサー、デフォルトでテスト印刷

スライサーは「FlashPrint 5」を使用して、「樹脂の種類」を「Flashforge-PLA」のデフォルト設定で
ラフトのみ「無効」にしてプリントしてみましたが、ちょっと反りがでたので、
最初の一層目のみ、最大スピードを30mm/sに変更し再度プリント。

外径X方向：20.0mm
外径Y方向：20.2mm
内径X方向：9.8mm
内径Y方向：10.0mm
厚さ：　5.0mm

ホームセンターで購入のアナログノギスでの測定なのと、積層ピッチが「0.18」で、
側面は積層痕でガタガタしてるので、その程度の測定精度ですが、これを基に調整してみます

プリント補正

「FlashPrint 5」の「エキスパートモード」では、「その他」の項目でプリント精度をある程度調整する事ができます。

「Material Shrinkage Compensation」では、仕上がり寸法の「縦横」の誤差を比率で調整する機能のようです。
「容量を調整する」を「はい」にすると、凸形状、凹形状の調整ができます。
設定値は、片側入力なのか両側入力なのか？
また、はたしてきちんと補正してくれるのか？
スライス後、G-Codeで確認してみます。
上の確認モデル１：外径□２０mm、内径□10mmをスライスして確認してみます。

補正なし

まずは、パス幅0.4mm、補正なしで、スライしてみます。

内径は□10mmなので、パス幅0.4mmを半分を考慮して、X,Yとも「5.2mm」になってます。
外径は□20ｍｍ、なので、パス幅半分を考慮して、やはり同様にX,Y共に「9.8」になってます。
パス幅の中心をノズルが通り、パス幅の半分が仕上がり側面になるようなパス計算のようです。

Y Compensation = 1%

次に、Yのみ「1%」補正してみます。
「1%」なので、内径□10mmは、Yのみ10.1mm、外径□20mmは、Yのみ、20.2mmになるはずです

ちゃんと、補正されているのがわかります。

内側のみ補正：「内部補償＝0.1mm」

内部補償と言う言葉がちょっとへんですが、凹側面の補正の事だと思います。
設定値0.1mmが半径補正値なのか？両側補正値なのか？も確認してみます。

内側のみ、±5.25になっていますから、両側で0.1mm補正されているのがわかります。
外側は、補正されていなくて、正常ですね。

プリント結果に合わせた補正

これで、「Material Shrinkage Compensation」と「容量を調整」の補正値の入れ方がわかりました
テスト印刷結果から、内側がネライより径で0.2mm小さく、X,Yの比率では、Y方向を1%小さくしてみます。

補正後のプリント結果は、補正が効いているを確認できました。

確認モデル２

補正値を設定し、もう少し複雑なモデルを印刷してみます。

測定した結果は、まあまあでした。
測定機器がノギスと言う事もありますし、面精度がガタガタなので、正確な測定はできません
まぁ、幅で0.1ｍｍには、入っていると思います。
ただ、形状の製作精度の検証は、幅だけでは不十分で、位置関係の測定も必要ですが、自宅ではできません。
そこで、反対側を作成し、ある程度のクリアランス（隙間）を設けて、組み付けてみようと思います。

相手側をモデリング

相手側は、ブロック素材から、ブーリアン演算で引き算させる事で簡単にできます
さらに、クリアランス（隙間）を付けるため、Fusion360では「プレスプル」と呼ばれている機能で幅を修正します。

片側0.1mmのクリアランスに設定しました。
この２つのパーツが組み合わされれば、クリアランス片側0.1mmと言っても、
数か所の凸凹形状や各部分の位置関係がすべてその範囲以内で出来ていると言うことなので
それ以上の精度だと言えます。

二部品結合

さて、二つの部品を結合してみましょう！

最初ちょっと硬かったですが、いい感じに結合できました。
はずすのも結構大変です、スクレーパーで少しずつ広げていって、どうにか外れました。
この積層痕の悪い面精度でも、入ったので、面精度が良ければ、もう少し簡単に挿入できると思います。
片側0.1mmよりも、確実にいい精度でプリント出来ていると思います。
今回の積層条件では、硬い締結の場合には、「片側0.10」のクリアランス。
もう少しゆるく取り外ししたい場合には、「片側0.15」ぐらいが、いいように思います。

CAD/CAMにもほしい機能

工作機械でも、メカ的にミクロン精度に保つ事は非常に大変でコストもかかります。
最終的には制御機内でソフト的に補正を行っている工作機械がほとんどだと思います。
ただ今回おこなった補正は、「FlashPrint 5」スライサーの機能を使いました。
工作機械的には、CAMの部分での補正です。
輪郭全周の一定補正であれば、工具径補正で調整可能ですが、X軸、Y軸の比率が公差を超える可能性がある場合、
現状ではCADで加工モデル形状を編集・調整するしかありません。
特に２D輪郭の場合は結構やっかいです。
CAMにもこのような、X軸、Y軸の比率を自動調整してくれる機能があれば、便利ですね。

FLASHFORGE ３Dプリンタスライサー FlashPrint の 「.GX」 ファイル編集ソフト

FlashForge製３Dプリンタ専用スライサー「FlashPrint」は「.GX」拡張子のG-Code を生成します。G-Codeファイルはメモ帳やエディタなどで読めるように、アスキー（テキスト）形式が一般的ですがFlashPrintの「.GX」は、ファイル上部に、バイナリ文字が含まれていて正常な...

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2022.12.04

データによってはエディタ領域にうまく読み込めない現象が起きていました。

ヘッダー部分、切り分け方法ミス

調べてみると、テキスト形式のデータでないと、エディタ表示できないため
バイバリー形式のヘッダ部分を切り離す処理をしていますが、ヘッダの最後の文字の判断を間違えていました。
ヘッダー部分には、プリンタタッチパネルに画像が表示できるように、データ内に画像のデータも収めているようです。
したがって、画像によって、ヘッダ部分の長さや、文字も変わってきます。
筆者が、ヘッダー部の最後と判断する方法がうまくいっていない場合があったようです。
今回の更新では、ヘッダー終了後のG-Codeデータは先頭が、下記コードを想定しています

;machine_type:

したがって、このコードが先頭にない場合は、「Header Error」になります。
「EditorForFlashPrint5.exe」では、データ作成する時に、必ずこの先頭コードは確認しています。
現状では、手持ちの「.GX」データで、検証して問題は起きていませんが、
環境によっては今後も同じような現象がおきるかもしれません。

ヘッダのデータ容量が大きい場合の処置

ヘッダ部分には、画像データが挿入されていそうなので、画像によってはかなり大きくなる場合があるようです。
ヘッダ部分は、プログラム的に、静的文字配列を使っているため、予想よりも大きな文字数になった場合、うまく動作しなくなってしまいます。
現状では、想定文字数よりも、大きくなった場合には、メッセージを出し、強制終了させています。

G-Codeデータ容量が大きい場合の読み込み進捗表示

Adventurer3での使用で開発したので、それほどデータ容量は気にしていませんでしたが
私の環境では、１０MBぐらいのデータになると、かなり読み込みが遅くなります。
読み込み時には、G-CodeデータのZ指令（高さ）なども一行ずつ確認していますが
筆者のレベルでは、そういった処理方法のプログラムがあまり高速にできていません
遅い場合のストレスとなるべく解消するため、読み込み状態を表示するようにしました。

G-Codeデータ容量が大きい場合の検索や編集

読み込みが終わると、任意文字や高さの検索やG-Code編集を行うと思いますが
この処理もデータが大きい場合、異様に遅くなる場合があります。
こちらも、C++Builderの「memoコンポーネント」を使っていますが、その処理方法がへたくそなのかもしれません。

EditorForFlashPrint5 Ver1.7 公開

いくつかのデータで検証した結果では、５Mb程度のデータであれば、それほど気にならないと思います。
それ以上になってくると、レスポンスがきになるかもしれません。
ただし、筆者が検証した限りでは、遅いだけで、データ的には正常です。

フリーソフトページから、ダウンロードできます。
ver1.7 になります。

筆者は、「めねじ」（ナット）の場合には、プリント後にタップ処理をしていました。
「おねじ」（ボルト）の場合には、金属ではダイスと言う道具を使用しますが、プラの場合には、ネジ山を壊しやすいので、モデルでクリアランスを施したり、ダイスの代わりに金属のナットで処理をしていました。
舞ちゃんの飛行機を作った時にも、ネジをかなり多用しましたが、同様な方法で作成しました。

朝ドラ『舞いあがれ！』の、舞ちゃんの飛行機をFusion360と３Dプリンタで作ってみた。

私の出身地の五島列島のバラモンが話題になると言うことで、NHK＋でお昼休みに見ています。五島だけでなく、もの作りの町工場もテーマなので、親近感を持ってみています。ドラマの中で、主人公の舞ちゃんが、町工場と連携して、模型飛行機を製作しました。私も３Dプリンタで作ってみました。パーツのＳＴＬデータは、フ...

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2023.03.20

Fusion360でのねじ機能

ネジのモデリング

ネジのモデリングは、「めねじ」も「おねじ」も「Fusion360」では簡単にできます。
穴やピン形状を描いて「作成」⇒「ねじ」を実行し、ネジ処理したい円筒面をクリックするだけです。
ねじ込んで組付けた位置を合わせたい場合であれば、位相を合わせなくてはいけませんから
「おねじ」か「めねじ」どちらのモデルからか、引き算したモデルのほうが無難ですが
ボルト・ナットのように位相があまり関係ない場合では、Fusion360のネジ機能を使用した方が簡単ですね。
今回は、Fusion360のネジ機能でモデリングしたモデルを使用してプリントした製品がそのまま、市販の金属ネジに入るような方法を考えてみます。

Fusion360ネジ機能のクリアランス

Fusion360では、簡単に「おねじ」「めねじ」のモデリングができますが、この二部品のクリアランスはどうなっているのでしょう？
M5サイズを、適当に描いて、断面をみてみましょう。

なにもしなくても、自動的にクリアランスは付けてくれるみたいです。
測定してみると、横方向では片側で約0.08mm、楔の法線方向では約0.04ぐらいでした。
隙間は、ネジの大きさでも変わると思いますが、この程度の隙間で家庭用のプリンタでは、
たぶんそのまま印刷しても結合できないと思います。

Adventurer3 のプリント精度

FFF方式の家庭用プリンタの場合、精度はそれほど期待できないと思います。
このサイトでも、簡単に調べた時の記事があります。

3Dプリンタ、Adventurer3 Pro　キタぁ～

約５年前に購入した３Dプリンタ「FlashForge Finder」が壊れました。最近動かす機会も減って数か月ぶりのプリント。一個目は正常に終了しましたが、二個目の途中でフィラメント詰まり。詰まりを解消しノズル掃除して、再度スタートでもまた詰まり。予備のノズルに交換したけど、また詰まり・・・今度はま...

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2022.08.23

この時は、凸形状は結構狙い通りの寸法になりましたが、
凹形状では径で0.2～0.3mm程度小さくなりました。
したがって、凹の場合には少なくても片側0.15程度は、水平方向に調整する必要がありそうです。

ねじモデルの修正

では、Fusion360でねじモデルを調整するには、どうすればいいでしょうか？
確実なのは、スケッチで断面形状を取り出して、２D的に横移動した図形を螺旋形状にスワーフする
モデリング方法だと思いますがちょっと、面倒だし大変ですね。

スケーリング（尺度）

筆者は、水平（横）方向のみ、スケーリングする方法でやってみました。
ねじの側面方向２軸（Z軸がねじ進行方向の場合、X軸とY軸）のみをスケーリングします。
ナットは大きく、ボルトは小さく縮尺します。

ナットのモデリング

通常は、スケッチ⇒ポリゴンで六角形とねじ用穴を描き、「押し出し」後「作成」⇒「ねじ」で
「モデル化」にチェックする事で、ねじのモデリングが完成します。
ところが、このままAdventurer3 に持って行ってプリントしても、市販の金属ボルトは
すんなり入りません。
筆者のプリンタの傾向で、凹形状では上記の精度確認テストから、径で0.2～0.3mm程度小さくプリントされてしまいます。
したがって、最低でも、それ以上は径を広げる必要があります。
そこで、ねじの側面方向への拡大は、Fusion360の「尺度」機能を使用しました。

・まずは、ねじ部のみ「拡大」したいので、ねじより大きい径の円輪郭を「分割ツール」にして「修正」⇒「面を分割」の機能で「分割」。
・次にねじ部分のみ、「尺度」で拡大。
・「尺度」で「尺度のタイプ」は「不一致」とし、ねじ径方法のみ尺度を設定。
・ここで、拡大する原点の設定「点」を、必ず「ねじの中心軸上」に設定しなおす事。
・尺度量は筆者の環境でテストした結果、径で+0.4ｍｍぐらいでいい感じになった。
・具体的には、Ｍ６の場合、尺度の設定を「6.4/6=1.07」。
・その後、分割しておいた、外周と「結合」して完成。

ナット裏面にザグリを設ける

上記の方法でモデリングしたナットは、プリント後すぐに市販の金属ボルトがスルスル入ります。
ところが、最後まで入ったところで、抜け出す時にすごく固くなります。
レンチを使用して何度か抜き差しすれば緩くはなりますが、できればレンチは使いたくないですね。
原因はわかりませんが、積層の始まり付近なので、少し太めに積層されるのかもしれません。
筆者はここには、ザグリを付ける事で回避しました。

大きさとしては、ねじ呼径よりも、+１ｍｍの径とし、ねじの半ピッチの深さとしました。
この処理で、レンチを使用しなくても、手締めで入るようになりました。

ボルトのモデリング

ボルトは、ナットと同形状のヘッド部分と、ネジ部の円筒部分を結合した形状になります。
ただし、ねじ部分はナットとは逆に、小さく縮尺しますから、結合は縮尺後に行います。

・ヘッド部分と結合する前に、ナットと同様に「尺度」機能を使用。
・「尺度」で「尺度のタイプ」は「不一致」とし、ねじ径方法のみ尺度を設定。
・ここで、縮尺する原点の設定「点」を、必ず「ねじの中心軸上」に設定しなおす事。
・縮尺量は筆者の環境でテストした結果、径で-0.2ｍｍぐらいでいい感じになった。
・具体的には、Ｍ６の場合、尺度の設定を「5.8/6=0.97」。
・その後、ヘッド部分と「結合」すれば完成。
・追加でヘッドとネジ部の付け根は壊れやすいので、フィレット処理したほうが安心。
・必要あれば、結合前に、ヘッドとねじの間にフィレットモデルも用する。

先端は若干細くしてねじ込みやすくする

ボルトも縮尺した事で、市販の金属ナットにレンチを使わず入るようになりました。
ただ、どうしても先端が入りにくい場合が多いです。
どのみち縮尺するのであれば、ねじ込みやすいように、先端はさらに少し細めにしようと思います

・先端部分を分割するために、「構築」⇒「オフセット平面」で「平面」を作成。
・オフセット量は、「ねじピッチ×２」とした。
・この「平面」を「分割ツール」として「修正」⇒「面を分割」の機能で「分割」。
・M6の場合、ネジ部は「5.8/6=0.97」で縮尺。
・先端部は、さらに細くしたいので、「5.6/6=0.93」で縮尺。

ボルト完成

先端を細くしたので、ねじ込みやすくなりました。

ボルト・ナット完成

今まで、タップなどの道具を使用して作成していましたが、それでもM5ぐらいが限界でした。
今回、モデルから作り込む事で、道具も不要になり、M3も問題なく作成できました。
まとめると、下記のように、スケーリングしました。

・ナットねじ部は、「ネジ径+0.4/ネジ径」の尺度で拡大
・ナット裏面には、「ネジ径+1.0mm」深さ「ネジピッチ/2」のザグリを追加
・ボルトねじ部は、「ネジ径-0.2/ネジ径」の尺度で縮小
・ボルトねじ先端部「ネジピッチ×2」は、「ネジ径-0.4/ネジ径」の尺度で縮小

この方法で、M3、M4、M5、M6、M8、M10　のボルト・ナットをプリントしてみました。
黄色がプリント製品で、黒とシルバーは市販の金属性です。
いずれも、道具やレンチを使用せず、すんなり入りました。

３Dプリンタで部品作成する場合、形状によってはどうしても分割になってしまいますし
使用方法によっては、組み立てが必要な場合もあります。
接着などは、二度と分解しない場合には簡単でいいですが、取付・取り外しをしたい場合には
ねじ締結は非常に便利です。
今回道具なしで「M3」まで製作できたことで、３Dプリントの幅が広がると思っています。

データ公開・ダウンロード

Mねじ規格寸法、表示ソフト

ボルト・ナットをモデリング際、ネジ頭径やナット幅などの標準の幅を調べるのが面倒でした。
表示するだけの簡単なソフトですが、メートルネジの寸法を表示するツールを作成しました。
興味あれば、下記からダウンロードして使ってみてください。

Fusion360データとFlashPrint5設定ファイル

今回紹介の、M3～M12までの、ボルトナットのFusion360用モデルと、Adventurer3でテストプリントした際の、FlashPrint5用の設定ファイルがダウンロードできます。

設計思想

もちろん、ドラマ内の飛行機の設計図はありません。
ドラマの映像をヒントにした程度なので、六角形ボディと２枚翼程度しか参考にできません。
だいたいのイメージをもとにAdventure3のサイズを基本にFusion360で設計しました。

こだわり

・胴体はドラマを参考に六角形、プロペラの複葉機
・プリンタは、Adventurer3を使用するので、サイズは150mm以内
・フィラメントは、手持ちのPLA、黒・黄色・緑
・設計ツールは、Fusion360 個人使用無料ライセンス
・部品は全て３Dプリンタ作とし、締結も金属ネジや接着剤を使用しない
・プロペラとタイヤは、回るようにしたい

こんな方針でモデリングしてます。

３Dプリンタ製作を意識した設計ポイント

・部品厚さやパーツサイズはあまり小さくできない。
　小さくしすぎるとうまくプリントできません。今回は最小1.5mm厚、ネジは最小M5とします
・アンダー部はなるべく出ない形状で設計したいけど、でてしまう場合は分割も考えます。
　ただし分割すると、今度は分割部品の締結が面倒です。思案のしどころですね。
　サポートとヤスリ調整も選択肢の一つと考えます。最悪接着かな～。
・はめ込む部分のクリアランス（隙間）は片側0.1～0.2mmで、精度的にヤスリでの調整は必須かな！
・ネジ部は、メネジはタップ、オネジはネジサイズ比率で縮小し金属ナットでネジ山仕上げ

ネジのプリント

分解・組み立てできる、締結方法で一番メジャーなのはネジ（ボルト）だと思います。
ただし、家庭用低価格な３Dプリンタでのネジのプリントは失敗する事もよくあります。
金属ネジを使用すれば、強度があり小さくできますが、ここはプリンタ製にこだわりたい！

プリント可能なネジサイズ

サイズが小さくなると、失敗するリスクが大きくなります。
筆者の経験では、M4までいけそうですが、失敗したくない場合にはM5までかな？と思っています。

ネジのモデリング

Fusion360 では、簡単にネジをモデリングする事ができますが、オス・メスを
そのままモデリングした造形品同士ではなかなか、スムーズに入りません。
やはり、クリアランス（隙間）を与えてモデリングしたほうが、スムーズに締結できます。
筆者は経験から、隙間片側0.1～0.15ｍｍで設定して、モデリングするようにしています。
Fusin360でのネジモデリングの方法は、例えばM6のボルトナットをモデリングする場合
「φ６ネジ穴用モデル」「φ6円筒ボルト用モデル」「穴にネジモデリング」
「ボルトモデルからネジ穴モデルを引き算」「ヘッドとネジ部分割」
「ボルトモデルを径方向のみ倍率0.95～0.97縮尺」。このような工程でモデリングします。
【径方向のみ縮尺】というのがミソです。
基本的に、メスはFusion360のネジ機能でモデリングし、オスはメスを引き算し、縮尺する方法です。
Fuison360はオス・メスどちらも簡単にネジをモデリングできますが、それでは隙間が空きません。

ボルトネジ部の縮尺率は、「プリント径 / ネジ径」とします。

プリント後のネジ山仕上げ

金属の場合、メネジはタップ、オネジはダイス、という道具でネジ山をさらいます。

しかし、フィラメントのネジの場合、どうしても弱いので、せっかくプリントしたネジ山を
壊してしまう危険があります。
タップの場合はまだやりやすいですが、ダイスは結構難しいです。
特に、小さくなるほど難しく、筆者はM4が最小ではないか？と思っています。
メネジの場合には、プリント後直接タップ処理しても、ネジ山を壊す事は少ないですが
ダイスは難しいので、上記で説明したように、縮尺処理する事でやりやすくなります。
また、ダイスを使うよりも、市販の金属ナットをダイス代わりに使うほうが壊しにくいです。

プロペラ

プロペラは、羽根は少しねじり、組み立て後も回るようにしたいです。

回るようにするために、隙間を空けて一体でプリントする方法も検討しましたが、
やはり一体では、プリントが難しそうです。
まずは、羽根をボルト・ナットで挟み込むことにしました。
CAD的には悪くないバランスだと思いましたが、実際の寸法では
ナット厚が結構薄くなりちょっと不安になりましたが、とりあえずプリントできました。

プロペラ部のプリントは、羽根をねじったので、FlashPrint5の自動サポートで対応しました
ただ、中央のシリンダーの部分の一層目でテーブルと水平なのにうまく貼り着きません
スティックのりを使ったりラフトを追加したりしましたが、シリンダ部分の一層目で剥がれます。
プリント状況を観察していると、真円のはずなのに、多角形に動いています。
これは、NC工作機械でも加工スピードが速かったり、円弧を直線分解するデータの場合には
トレランスが大きすぎる事が原因で多角形のG-Codeになる場合があります。
まずは、プリントスピードを少し下げて、さらに、FlashPrint5 には、「高度な」の項目に
「パス」⇒「パス精度」があったので、この値を、「0.1」⇒「0.05」にする事で解決できました。

レンチ

今回はプロペラ羽根を止めるナットが薄く止めづらかったですが、以前作ったレンチが重宝しました。
今回に限らずナット用のレンチを作成しておくと便利です。

もちろん、金属用の道具は市販でも購入できますが、３Dプリンタでボルトナットを作る場合、
どうしても弱いので、このよな手締めのレンチを作っておくと重宝します

車輪

プリントできるのか？と思いながらモデリングしていたのが、車輪部分です。
車輪も回るようにしたいのですが、カバーとタイヤとシャフトをどう固定するか？悩みどころです。
金属の細めのネジを使用すれば、簡単ですが、プリンタで作るとなると
最小M4、実用M5ぐらいにはしたいです。
ただし、M5のナットは外径は大きく、車輪全体も大きくなってバランスが悪くなります。

今回は、シャフトを少しテーパにして、押し込む事にしました。
最悪、接着で妥協する事としてモデリングしましたが、意外としっくり挿入できました。
また、イメージ的には、後輪は前輪より小さくしたかったのですが、前輪の大きさが限界そうです。
結局、前後輪同じサイズとしました。

細かいパーツのプリント

全体サイズが115×100mmと、設計的に小さかったため、各部品はかなり細かくなってしまいました。
やはり、細かいパーツやアンダー形状のプリントは難しいですね。
サポートやスライサーの設定など、苦労したパーツもあったので、いい勉強になりました。
また、ラフトを使った方がプリントは安定しますが、どうしても底面に影響がでる形状もあります
スティックのりでうまくいけば、そのほうが綺麗でした。

組み立て

組み立て自体は簡単ですが、やはり弱い箇所が、ポキッ！と言う事がありました。
主翼のステーが折れました。

見るからに、弱そうですね。
根本にフィレットを追加したら、折れなくなりました。

パーツ同士の固定方法は、ネジがほとんどですが、上で説明したように、
プリント後、ネジ山はタップやナットでさらっておきます。
さらに、組み合わさるネジ同士は、事前に何度かはめ込んで、軽く入るようにしておきます。
プリンタの制限で、全体のサイズに比べて、ネジ部分が大きい傾向にあるので
組み立てる時に、指が入りにくい箇所もでてきます。
パーツが変に曲がらないように、焦らずに、はめ込んでいきましょう！

完成！

パーツデータ「STL」公開

パーツデータは、こちらからダウンロード可能です。
ただ、ネジや細かい部品は、失敗する可能性もあります。
ご使用のスライサーの設定などで調整してください。

組み立て動画

組み立て方法を、Fusion360のアニメーションで動画にしてみました。
Fusion360のアニメーションはうまく使えば、取説などにも使えそうです。

FlashForge のG-Codeを覗いてみる

NC屋としては、３DプリンタのG-Codeにも興味があるので、FlashPrint5が吐き出した、Adventurer3用データを覗いてみました。前回、FlashPrint5 の「.GX」拡張子のG-Codeを編集できるソフトを公開しました。このソフトで、閲覧や編集が可能になります。一般的なエディタ...

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2023.01.16

FLASHFORGE ３Dプリンタスライサー FlashPrint の 「.GX」 ファイル編集ソフト

FlashForge製３Dプリンタ専用スライサー「FlashPrint」は「.GX」拡張子のG-Code を生成します。G-Codeファイルはメモ帳やエディタなどで読めるように、アスキー（テキスト）形式が一般的ですがFlashPrintの「.GX」は、ファイル上部に、バイナリ文字が含まれていて正常な...

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2022.12.04

今回は、実際にG-Code を手打ちしてみたいと、思います。

ランニング運転用G-Code

一般的に機械は、ランニング（暖気）運転を行ったほうが良いとされています。
特に、工作機械の場合には、暖機運転で加工精度が変化しますから必須です。
家庭用３Dプリンタの場合には、その重要性は少ないと思いますが、
メンテナンスなどで、掃除やグリスアップした時など、可動範囲全体で動作させたほうが
いいと思います。
手動操作で移動させる事は可能ですが、G-Codeで自動ランニング運転データを
作成してみたいと思います。

Adventurer3用のG-Code

前回、FlashPrint5が出力した、G-Code を分析してみました。
ヘッダー部分では、ヘッドの選択や温度設定、ファンの可動などの指令が書かれています。
ランニング運転には、ほとんど必要なさそうです。
可動範囲は、150×150×150mmなので、この範囲で動作するような「G1（直線移動）」コード
を羅列すればよさそうです。
ただし、「.g」ファイルの場合には問題ありませんでしたが、「.gx」ファイルの場合には、
「M118」でこのプログラムの動作範囲を指定しないとエラーになりました。

作成方法

１．まず適当なモデル「20mm_Box」などで、FlashPrint5でG-Codeを作成します。
２．「EditorForFlashPrint5」に読み込みと、編集が可能になります。
３．不要なコードを削除し、必要なコードを追加します。
４．「.g」の場合なら、通常のエディタで作成可能ですが、プリンタ本体のタッチパネルの
　ファイルリストにアイコンが表示されません。
　「１．の適当なモデル」をデータのイメージしやすいモデルでダミーのデータを作成すれば、
　アイコンは表示できますが、ちょっと面倒ですね。
５．ランニング運転用のコードは下記のようにしました。

M118 X75.0 Y75.0 Z150.0 T0
G90
G1 Z50.000 F1000
G1 X75.0 Y-75.0 Z150.0 F4800
G1 X-75.0 Y75.0 Z10.0
G1 X-75.0 Y-75.0 Z150.0
G1 X75.0 Y75.0 Z10.0
G1 X75.0 Y-75.0 Z150.0
G1 X-75.0 Y-75.0 Z10.0
G1 X-75.0 Y75.0 Z150.0
G1 X0 Y0 Z50.0
G1 X75.0 Y-75.0 Z150.0
;end gcode
G91
M18

動作風景（倍速です）

ビルドプレートのレベル（水平）確認用G-Code

ビルドプレートに、線をプリントする事で、水平を確認するデータを作成してみます。
今回はランニング運転と違い、プリントさせるので、ヘッド温度や、フィラメント押し出し
などのコードも必要となります。
温度設定などは、「20mm_Box」などのデータを参考にすればいいと思いますが
押し出し量「E」の設定を算出しなければいけません。
FlashPrint5 でサンプルの「20mm_Box」でデータを作成し、分析してみます。
プレ押し出しは「有り」、積層ピッチ「0.2」、モデル一層目の厚み「0.2」の設定で
スライスしてみます。

プレ押し出し

FlashPrintに、プレ押し出しの厚みなどの設定項目は見当たらないので、
詳細はわかりませんがG-Code を見る限りでは、「Z0.2」で動いています。
ただ、プレ押し出し幅や厚みは、通常プリントよりも大きめになりますね。
通常印刷よりも、押し出し量は、多く設定されていると思われます。
G-Codeの「:pre-extrude」の部分を覗いてみます。

・
M108 T0
G1 X15.00 Y-15.00 F4800
;preExtrude:0.20
M106
G1 Z.200 F420
;structure:pre-extrude
G1 X15.00 Y-15.00 F4800
G1 X15.00 Y15.00 E4.3504 F1200
G1 X-15.00 Y15.00 E8.7009
G1 X-15.00 Y-15.00 E13.0513
G1 X15.00 Y-15.00 E17.4017
・
・

このデータから、「E」押し出し量を求めてみます

移動量　押し出し量
Y30.0 …… E4.3504
X30.0 …… E8.7009 – E4.3504 = 4.3505
Y30.0 …… E13.0513 – E8.7009 = 4.3504
X30.0 …… E17.4017 – E13.0513 = 4.3504

全て軸移動量　30mm で、E4.35mmの押し出しになってます。
1mmで換算すると、0.145mm

この結果から、プレ押し出し量は、「1mm」の長さで「0.145mm」押し出しているようです。

インナーシェル

次にインナーシェルの部分になります。高さは、「Z0.2」です。
このデータが、通常プリントの押し出し量になるかと思います

・
・
;layer:0.20
G1 E12.4017 F1500
G1 Z.200 F420
G1 X9.40 Y-9.40 F4200
G1 E17.4017 F1500
;structure:shell-inner
G1 X9.40 Y-9.40 F4200
G1 X9.40 Y.60 E17.7642 F600
G1 X9.40 Y9.40 E18.0833
G1 X8.20 Y9.40 E18.1268
・
・

同様に、このデータから、「E」押し出し量を求めてみます

Y9.40+0.60=10 … E17.7642-E17.4017=0.3625
Y9.40-0.60=8.80 … E18.0833-E17.7642=0.3191
X9.40-8.20=1.2 … E18.1268-E18.0833=0.0435

10mmで0.3625、8.8mmで0.3191、1.2mmで0.0435
1mmで換算すると、0.036mm　になります。

「E」押し出し量の求め方

さて、「E」はどうやって求めるんだろう？
と、検索してみたら、ありました。やっぱりネットの時代はすごいです。
このサイトの計算式で計算すると、「0.2mm」の積層高さで「1mm」プリントする場合
E = 0.033mm　になります。
上記FlashPrint5 のデータとほぼ同じです。誤差は若干の調整と考えます。
これで、「0.2mm」の積層高さで「1mm」引っ張る場合「E=0.036」の裏付けが取れました。
この値をもとに、G-Codeを書いて行こうと思います。

ポイント

・温度設定などの、開始停止コードは、サンプルデータを参考にしますが、
　ビルドプレートの温度は、レスポンスを考慮して「30°」にします。
・ヘッドに残っているフィラメントの状態が分からないので、プレ押し出しする事にします。
・確認プリントの積層高さは、「0.2mm」にします。
・次の輪郭への移動時は、フィラメントは「5mm」巻き戻し、「Z0.5mm」で移動させます。
・移動後、戻したフィラメントは、もとへ戻します。
・プレ押し出し直後の最初のみ、気持ち（1mm）巻き戻った状態に設定しています。
・動作輪郭は、最大幅「150mm」ではじめて、内側へ「5mm～10mm」づつオフセットした
　四角形の輪郭にします。
・「E値」は、絶対値での定義では、面倒なので「G92」でリセットしながらとします。
　NC機械では、最近は「G92」の使用は少なくなってきましたが、この場合には便利です。
・最後は、垂れ流し防止で、「2.5mm」巻き戻して終了とします。

こんな感じで、G-Code 書きます。

M118 X75.00 Y75.00 Z0.30 T0
M140 S30 T0
M104 S210 T0
M104 S0 T1
M107
G90
G28
M132 X Y Z A B
G1 Z50.000 F420
G161 X Y F3300
M7 T0
M6 T0
M651 S255
;layer_count: 1
M108 T0
G1 X-10.00 Y-10.00 F4800
;preExtrude:0.20
M106
G1 Z.200 F420
;structure:pre-extrude
G92 E0
G1 X10.00 Y-10.00 E2.9 F600
G92 E0
G1 X10.00 Y10.00 E2.9
G92 E0
G1 X-10.00 Y10.00 E2.9
G92 E0
G1 X-10.00 Y-10.00 E2.9
;—– Move
G92 E0
G1 E-5.0 F1500
G1 Z0.5
G1 X-75.00 Y75.00 F4200
G1 E-1.0 F1500
G1 Z0.2 F420
;—– Width150.0
G1 X-75.00 Y75.00 F4200
G92 E0
G1 X75.00 Y75.00 E5.4 F600
G92 E0
G1 X75.00 Y-75.00 E5.4
G92 E0
G1 X-75.00 Y-75.00 E5.4
G92 E0
G1 X-75.00 Y75.00 E5.4
;—– Move
G92 E0
G1 E-5.0 F1500
G1 Z0.5 F500
G1 X-70.00 Y70.00 F4200
G1 E0 F1500
G1 Z0.2 F420
;—– Width140.0
G1 X-70.00 Y70.00 F4200
G92 E0
G1 X70.00 Y70.00 E5.04 F600
G92 E0
G1 X70.00 Y-70.00 E5.04
G92 E0
G1 X-70.00 Y-70.00 E5.04
G92 E0
G1 X-70.00 Y70.00 E5.04
;—– Move
G92 E0
G1 E-5.0 F1500
G1 Z0.5 F500
G1 X-65.00 Y65.00 F4200
G1 E0 F1500
G1 Z0.2 F420
・
・
・
;—– Move
G92 E0
G1 E-5.0 F1500
G1 Z0.5 F500
G1 X-20.00 Y20.00 F4200
G1 E0 F1500
G1 Z0.2 F420
;—– Width40.0
G1 X-20.00 Y20.00 F4200
G92 E0
G1 X20.00 Y20.00 E1.44 F600
G92 E0
G1 X20.00 Y-20.00 E1.44
G92 E0
G1 X-20.00 Y-20.00 E1.44
G92 E0
G1 X-20.00 Y20.00 E1.44
;—- End
M107
G1 Z0.5 F1500
G92 E0
G1 E-5.0
G1 Z10.0 F500
G1 Z50.0 F4000
G1 X0 Y0
G1 E-2.5 F1500
;end gcode
M104 S0 T0
M140 S0 T0
G162 Z F1800
G28 X Y
M132 X Y A B
M652
G91
M18

動作風景（×４倍速です）

うちのガラスプレートには、張り付きが弱いため、マスキングテープを張ってます。
また、四角輪郭の始まり付近で、剥がれる事もありました。
場合によっては、送り速度の調整や、「スティックのり」などを試してみてください。

まとめ

NC工作機械では、G-Code手打ちで機械を動かす事はよくありますが、３Ｄプリンタの場合は
ほとんどないと思います。
カスタムマクロのような、変数（＃）などが使用できると、少しは使い道があるかもしれませんね
まぁ、手打ちで機械が動くと言うのは、楽しいものです。

今回紹介のG-Code「.gx」ファイル、「Running.gx」と「TableLevelCheck.gx」は
下記からダウンロードできますので興味あれば、使ってみてください。

３Dプリンタ、G-Code 資料

とりあえず、ググってみました。
一般的な「Gコード」「Mコード」は下記で参考になりそうです

http://replicat.org/gcodes
http://replicat.org/mcodes

基本的なGコードは、工作機械と若干の互換もあるみたいですね

• G0 – Rapid Motion
• G1 – Coordinated Motion
• G2 – Arc – Clockwise
• G3 – Arc – Counter Clockwise
• G4 – Dwell
• G20 – Inches as units
• G21 – Millimeters as units
• G28 – Home given Axes to maximum
• G30 – Go Home via Intermediate Point (not implemented)
• G53 – Set absolute coordinate system
• G90 – Absolute Positioning
• G91 – Relative Positioning
• G92 – Define current position on axes

Mコードは、工作機械もそうですが互換性は少ないです
終了や工具（ヘッド）交換ぐらいでしょうかね？
ただ、FlashPrint5 では、終了コードは、「M18」のようです。

• M2 End program
• M6 Tool change. This code waits until the toolhead is ready before proceeding. This is often used to wait for a toolhead to reach the its set temperature before beginning a print. ReplicatorG also supports giving a timeout with M6 P<secs>.
• M30 program rewind

こんなページもありましたが、やはり内容はだいぶ違いますね。
FlashForge 用の資料も見つけました
slic3r-configs/Flashforge Gcode protocol(open).md at master · minsk-hackerspace/slic3r-configs · GitHub
https://googlegroups.com/group/flashforge/attach/46dc32d7dc6079ae/FlashForge%20Gcode%20Protocol(open).pdf?part=0.1

参考にしやすいように、ここに書かれているFlashForge仕様をまとめてみました。

• G1　：直線補間｜X軸｜Y軸｜Z軸｜E押出し長｜F送り
• G4　：一時停止時間設定｜P（ms）｜S（s）
• G28　：ホーム位置｜X軸｜Y軸｜Z軸｜なし：全軸
• G90　：絶対座標指令
• G91　：相対座標指示
• G92　：現在位置座標系設定
• M6　：ヘッド選択｜T0（右ヘッド）｜T1（左ヘッド）｜S（待ち時間：初期値600s）
• M7 　：プラットフォーム温度待ち｜S（待ち時間：初期値600s）
• M17　：ステッピングモータを有効｜X軸｜Y軸｜Z軸｜A軸｜B軸｜E（A&B）｜なし：全軸
• M18　：ステッピングモータ無効｜X軸｜Y軸｜Z軸｜A軸｜B軸｜E（A&B）｜なし：全軸
• M104　：ヘッド温度設定｜S（°C）｜T0 or T1（右・左ヘッド）
• M105：エクストルーダーとプラットフォーム温度確認
• M106　：冷却ファン有効
• M107　：冷却ファン無効
• M108　：ヘッド交換｜T0 or T1（右・左ヘッド）
• M112：緊急停止
• M114：現在位置取得
• M115：機械情報取得
• M119：マシンの状態確認
• M140　：プラットフォーム温度設定｜S（°C）
• M132　：メモリからホームポジション位置を読み込む｜X軸｜Y軸｜Z軸｜A軸｜B軸
• M907　：ステッパー電流値を設定｜X軸｜Y軸｜Z軸｜A軸｜B軸

FlashPrint5 が作成したG-Code

FlashPrint5に標準で用意されている、サンプルの「20mm_Box」をスライスさせてみます。
作成された、「20mm_Box.gx」の内容をみてみましょう。
通常のエディタでも、最上部部分が文字化けしますが、読めない事はないです。
前回公開した、「EditorForFlashPrint5.exe」では、閲覧、編集、保存が可能です。
もし、興味あれば、ダウンロードしてみてください。

全体の構造

先頭の「;」はコメント文です。
まず最初の数行で、スライス条件が、コメント文でまとめられています。

スライス条件情報の後、ヘッダー部分で機械をプリント可能状態へ準備運転させています。
その後、実際のプリント部分ですが、動作指示は全て「G1：直線補間」で定義されていますね
工作機械と違い、G2,G3 の円弧補間は、あまり必要ないのかもしれませんね。
最後に、初期状態へ戻して終了です。

コメント文でスライス条件掲示

データの最初に、スライス条件が、まとめられています。
参照する人は少ないかもしれませんが、後日条件を確認したい場合など
G-Codeデータだけで確認できそうです。
条件を突き詰めている人には、重宝するかもしれません。

;machine_type: Adventurer 3 Series
;right_extruder_material: PLA
;right_extruder_material_density: 1.24
;filament_diameter0: 1.75
;right_extruder_temperature: 210
;layer_height: 0.18
・
・

データ構造を分析

M118 　：　正確にはわかっていません。後ほどわかる範囲で説明します。
M140 S50 T0　：　プラットフォーム温度設定　S（°C）
M104 S215 T0　：　右（T0）ヘッド温度設定　S（°C）
M104 S0 T1　：　左ヘッド温度設定ですが、シングルヘッドの場合不要
M107　：　冷却ファンＯＦＦ
G90　：　絶対座標指令
G28　：　全軸ホーム位置へ移動
M132 X Y Z A B 　：　メモリから原点位置を読み込む
G1 Z50.000 F420　：　Z50.000 へ420mm/sのスピードで移動
G161 X Y F3300　：　X、Y軸の最小点へ移動
M7 T0　：　プラットフォーム温度待ち
M6 T0　：　右ヘッド（T0）ヘッド選択
M651 S255　：　筐体ファンON
;layer_count: 60
M108 T0　：　ヘッド交換
G1 X11.85 Y-16.35 F4800　：　X11.85 Y-16.35 へF4800で移動
;preExtrude:0.20
M106　：　冷却ファンＯＮ
G1 Z.200 F420　：　Z0.200 へF420で移動
;structure:pre-extrude　———– プリント開始 ———————
G1 X11.85 Y-16.35 F4800
G1 X13.55 Y-15.58 E.2706 F1200　：　E指令：フィラメント押し出し量mm
G1 X14.97 Y-14.37 E.5412
・
・
G1 X-9.06 Y8.48 E211.5981
G1 X-8.48 Y9.06 E211.6248
G1 X-9.06 Y9.05 E211.6438
M107　：　冷却ファンＯＦＦ
G1 E209.1438 F1500　：　フィラメント引き戻し「211.6438 – 209.1438 = 2.5mm」
G1 Z11.650 F420
G1 X10.94 Y9.05 F6000
;end gcode　———– プリント終了 ———————
M104 S0 T0　：　右（T0）ヘッド温度キャンセル
M140 S0 T0　：　プラットフォーム温度キャンセル
G162 Z F1800　：　Z軸の最大点に移動
G28 X Y　：　X、Y軸ホーム位置へ移動
M132 X Y A B 　：　メモリから原点位置を読み込む
M652　：　筐体ファンOＦＦ
G91　：相対座標指示
M18　：ステッピングモータ無効

M118

「M118」はよくわかりません。検索しても適格な説明はみつかりませんでしたが
ラフトなども含めた造形範囲を定義しているような感じです。
なんとなく分かったのは、プラットフォーム中心からの、上下（Y軸）左右（X軸）高さ（Z軸）
の最大値のようです。
一軸に対して、「＋－」の座標的な意味はないようで、数値的に大きい方で定義するようです。
検証として、標準サンプルの「20mm-Box」を「センターに配置」して、
「ラフトなし、プレ押し出しなし」の他は標準条件でスライスしてみました。

M118 X10.94 Y10.00 Z10.10 T0

となりました、「X10.00」を予想していましたが、「X10.94」でした。
ただこれは、プリントのスタート位置をスライサーが若干調整しているのでは？
と勝手に解釈し無視する事にします。
次に、モデルを「X+10.0」「Y+10.0」に移動して、同様にスライスします。

M118 X20.94 Y20.00 Z10.10 T0

X軸、Y軸とも10mmシフトしたので、中心からの距離も10ｍｍ長くなります。
モデルの幅は変わりませんが、M118の値は、「10mm」プラスされています。
次に、一旦センターに戻し、センターから「X-10.0」「Y-10.0」に移動して、
同様にスライスします。

M118 X20.00 Y20.00 Z10.10 T0

このように、「0.94」を無視すれば、上記と同様の値になりました
座標の方向性は関係なく、大きな値になるようですね。
まぁ、通常はこの設定はスライサーに任せればいいと思いますが、
プリンタの最大値に設定したい場合には、Adventurer3の造形範囲「150×150×150mm」の場合

M118 X75.0 Y75.0 Z150.0 T0

でよさそうです。

FlashPrint が苦手な書式

コードを確かめていて、FlashPrint のプレビューがおかしくなるコードが見つかりました

１．工作機械のISOコードの場合、「G1 」と「G01」は同等ですが、「G01」の指令では
　　FlashPrint で 正常に描画できません。

２．また、ISOコードでは、NCワードとワードの区切りは無くても問題ありませんが
　　FlashPrint は「スペース」で区切らないと、同様に正常に描画できませんでした。

ただし、単純に移動するだけのコードで試してみたところ、FlashPrintでは異常でしたが
実際にAdventurer3に送って動作させると、正常に動作しました。
FlashPrint5の問題かもしれませんが、「G1」のように、コードの数値はそのまま書き
ワードとワードは、「スペース」を間に入れた方がFlashPrintで動作確認できます。

まとめ

機械のウォームアップ（ヘッダー）とクールダウン（フッター）指令が分かりました
ヘッダーとフッターの間に、実際のプリント指令が定義されます。
NC工作機械と違って、手打ちのG-Codeで３Dプリンタを動かす事は少ないと思いますが
次回、マシンをランニング運転させるデータを作成してみようと思います。

バイナリ形式ヘッダー

通常エディタ等で、正常に編集作業をする場合は、アスキー（テキスト）形式に限ります。
バイナリ形式のデータはソフトによっては、読み込めない場合や、
読み込めたとしても、文字化けで表示されてしまいます。

「.GX」ファイルは、メモ帳や秀丸エディタでは、ヘッダー部が文字化けしていますが
ヘッダー以外は、通常のテキストファイルと同じように編集が可能でした。
ただ、編集後保存すると、ヘッダー部分のコードが書き換えてられてしまい、
「FlashPrint」では正常に読み込めないデータになってしまいました。

エディタ上書き保存で、ヘッダー部は、どう変化したのか？

私がメインで使っている秀丸エディタには、バイナリ（１６進数）で表示する機能があります。

この機能を使用して、オリジナルの「.gx」ファイルと、メモ帳で編集後保存したファイルを比較してみます。

「00」コードが「20」に変換されているのがわかりますね。

プログラム言語では、「00」コードは、文字列の最後を表すコードとして扱われます
主に文字列を扱うテキストエディタは、「00」コードは扱いにくいのかもしれませんね。
それで、メモ帳は勝手に「20」に変更したのかもしれません。
ちなみに、１６進数の「20」コードは、「スペース」を表します。
結局、FlashPrintはヘッダーを読んだ時点で、正常に処理する事ができない事になります。

「.G」拡張子ファイル

「FalshPrint 」は、一般的なアスキー（テキスト）ファイルも拡張子を「.g」にする事で
読込み事ができます。
したがって、他のスライサーで出力したG-Codeもアスキー形式であれば、
「.g」拡張子にする事で読み込む事はできると思います。
実は「.gx」ファイルも、バイナリヘッダー部分を削除し純粋なアスキーだけにし
「.g」拡張子で保存し直せば、編集可能になります。

FlashPrint Editor ソフト

実は５年ほど前、「.g」拡張子のテクニックを知らなかったので、
「.gx」ファイルを直接編集できる今回紹介ソフトの前身を作成していました。
このソフト久しぶりに先日試した所、「FlashPrint 5」が出力した「.gx」ファイルが
処理できませんでした。
おそらく、ヘッダー部分の形式が「FlashPrint 5」になり変更になったと思います。
まぁ、あまり必要としている人は少ないかもしれませんが、今回「FlashPrint 5」にも対応し
一時停止と温度設定のコードを追加する機能を追加した、
FlashPrint 編集ソフト「EditorForFlashPrint5.exe 」を作成したので、紹介します。

EditorForFlashPrint5.exe　使用方法

最初このソフトを作ったのは、もともと筆者はNCが専門なので、３DプリンタのG-Code に興味があり
手打ちのG-Code で動かないかなぁ～と思ったのがきっかけでした。
興味があった当時は、手打ちG-Codeで３Dプリンタにプリントさせてみましたが
最近は、３Dプリンタのメンテナンスの時に、空運転する、ランニングデータを
手打ちした程度ですが、打ち込んだデータで機械が動くのは楽しいものです。

追加機能

FlashPrint5はFlashForge専用スライサーなので、通常編集する必要性はほとんどないと思いますが
一時停止の設定が使いにくいと感じているので、一時停止と温度設定のコマンドを挿入する
機能を付けました。
一時停止と温度設定は、以前のFlashPrintは積層高さで指定できましたが、FlashPrint5では、
レイヤー指定に変更になってしまいました。
なぜレイヤー指示になったのか分かりませんが、筆者は積層高さで設定するほうが
設定しやすいので積層高さで設定する機能を追加しました。
他の用途としては、FlashPrint出力のG-Codeを調べたい場合などには使えると思います。

インストールとアンインストール

インストールは特に必要ありません。
ダウンロードした圧縮ファイル（ZIP）を適当なフォルダへ展開し、EditorForFlashPrint5.exeを起動するだけです。
アンインストールも、展開したフォルダを削除すれば完了です。

起動

このような画面で起動します。

使用方法

まずは、画面上に、「.gx」ファイルをドロップ
データを解析し、右側にエディタが起動します。

①　ドロップしたファイルのフォルダです。
　　ここに、編集されたファイルが作成されます。
②　作成されるファイル名。必要あれば、変更してください。
③　ラフト高さを除いた、造形品積層の始まり高さです。
④　全体の高さです。「造形品高さ」+「ラフト高さ」＝「全体高さ」
⑤　コマンドを追加したい、造形品積層高さを指定。
⑥　「Search」ボタンで、データから指定高さを検索します。
　　指定高さと同じ高さがない場合には、一層低い位置を検索します
　　基本は検索位置に挿入ですが、マウスクリックで自由に変更できます。
⑦　検索位置に、「M25」一時停止指令を挿入します。
⑧　温度指定指令を挿入します。
　「T0」ヘッド右、「T1」ヘッド左、「Bed」プラットフォームに温度指定できます
⑨　編集された、ファイルが作成されます。

一時停止と温度調整だけでなく、通常のエディタ的に編集できるので、自信がある方は自分でG-Codeを挿入する事も可能です。

テストプリント

各ステップの高さを、3mm　としたモデルを準備しました。

このモデルから、「FlashPrint5」でG-Codeを作成し、「EditorForFlashPrint5.exe」を使用し
「3.0mm」「6.0mm」位置へ、一時停止「M25」を挿入したデータで印刷しました。

一時停止高さの確認のため、一時停止ごとに、フィラメントの交換を行いました。
一層程度、ヅレている感じもしますが、まぁこんなもんでしょう。
このように、一時停止させる事で、途中で色を変えたり、内部にナットなど別のパーツを挿入したりできるので、プリントの幅が広がります。
今回は温度設定も、「一時停止」の前に挿入してみました。
ヘッド温度は、指定温度へ変更されましたが、プラットフォーム温度は変化しませんでした。
ウチのAdventure3 が対応していないのかもしれません。

まとめ

「FlashPrint」で作成した「.gx」ファイルを、編集するソフトを作成してみました。
必要性は・・・少ないかもしれませんが、G-Codeが触れるのは楽しいものです。
ただし、筆者の環境では、実機はAdventure3しか確認できませんのでご了承ください。

フリーソフトページから、ダウンロードできます。
　2023/01 オリジナルデータの上部のコメント文「;」を全て削除して作成すると
　再度そのデータを読み込んだ場合、正常に読み込めない症状を修正しました
　ver1.6 になります。

乾燥BOX自作

「フィラメント乾燥」で検索すると、かなりヒットします。
市販されている、機器も結構ありますね。
DIYの動画やブログもすぐに見つかりました。
https://www.youtube.com/watch?v=lOM6s8NUf5Q
https://www.youtube.com/watch?v=xt9rW7jQG0w
筆者も参考にさせてもらって、自作してみようと思います

仕様検討

・自宅に設置してあるプリンタ本体の横の、200mm程度の範囲に置きたい。
・せっかくなので、２個入りにしたい。
・500g、1000g 両方のフィラメントに対応したい。
・湿度計は必須。

購入品検討

★まずは、ケース。
　1000gのフィラメントリールは、手持ちのサイズが、Φ200mm×厚65mm程度
　このサイズが２個納まるストッカーを探しました。

保存容器 9.5L 深型 取っ手付き 

★シャフト
　フィラメントリール中心穴にシャフトを入れ、回転させる仕様とします。
　シャフトは自作する事も考えましたが、鉄製のパイプを購入する事にしました。
　ステンレス製で#400の研磨がされてて、339円。安いなぁ～。

センサブラケット 丸シャフト(パイプシャフト)

★湿度計
　測定精度はそれほど必要ありませんが、コンパクトなものがいいですね。
　複数個所に置くと思うので４個セット。
　こちらも単価では、400円程度。

ミニデジタル温度湿度計

★エアホース継手

　プリンタへフィラメントを供給するだけなら、継手パーツまでは必要ないように思いますが、ワンタッチで接続できれば便利そうです。
　どのような形体がいいのか？実際に組み付けてみないとよくわかりませんでしたが
　取付けるパーツをプリントする場合、M5程度のネジが簡単そうだったので、M5にしました。
　ただこれは、ちょっと失敗でした、M5の場合内径の穴が小さいので、フィラメントが引っ掛かり気味になります
　もう少し内径が大きい穴にするか、自作したほうがよさそうです。

uxcell クイック継手

★PTFEチューブ

送り出し用のチューブも必要ですね。
スムーズ性も考慮して、外径Φ６、内径Φ４にしました

LUCKYBEE PTFEチューブ

★乾燥剤

１００均のシリカゲルでも、いいと思いますが、即効性を考えると「OZO-Z」が3Dプリンター用を謳っています。
シリカゲルのように、再利用できませんが、２００円弱で５か月なのでいいと思います

3Dプリンターフィラメント用 超即効タイプ 強力乾燥剤 OZO-Z

★単品製作購入費用

一個製作の費用は、だいたい２０００円ぐらいですね。
追加で穴あけ用に、ハンドドリルは手持ちがあるので、繰り広げ用にこちらも購入しました

新潟精機 SK シャーシリーマー 3-10mm C-1

Fusion360 で設計

いよいよ、Fusion360を使用してこれらのパーツを配置するよう設計していきます。
筆者はCAMが専門なので、モデリングも一個の部品がほとんどです。
たまに、治具など設計する事はあります、それでも数個のパーツです。
なので、ほとんどボディでおこない、コンポーネントは使用していません。
今回は、数種類のパーツを組み立てて行くので、このような場合には、パーツごとにコンポーネントで作成し、「位置合わせ」機能で組み立てたほうがよさそうです。

パーツを整理

モデリングするパーツを整理してみましょう

• ボックスケース（ストッカー）
• 500g フィラメントリール
• 1000gフィラメントリール
• パイプシャンク
• ブラケット
• シャンクとリール内径アダプタ
• 湿度計ホルダ
• チューブ継手
• フィラメント出口
• フィラメント止先端
• ボルトM6

だいたい、こんなところでしょうか？

ボディ

最初はあまり考えず、通常通りボディでモデリングしていきました。

ところが、パーツが多いと、「ボディ」が増えていきます
さらに、ボディを作成するのに使用した「履歴」もどんどん増えていきます。
後で見ると、自分で作成したのに、どれがどれだったか？
さかのぼって修正する場合も大変です。
一つの解決策としては「ボディ」や「コマンド履歴」に分かりやすい名前を付ける事もできますが、
それでも増えてくると大変です。

コンポーネント

ボディは、単体のモデル情報しか持っていませんが、コンポーネントは
複数ボディや他のコンポーネントが集まった情報を持っています。
単体形状のみのボディに対して、複数のパーツが組み立てられた部品のイメージだと思います。
複数構成の部品だけでなく単体でも、コンポーネントにしておくことで管理が楽になりました。
さらに各コンポーネントには分かりやすい名前を付けるようにすると、よりわかりやすくなります。
作業したいパーツのコンポーネントをアクティブにすると、「コマンド履歴」にはそのパーツだけの履歴しか表示されません。
また、一つのコンポーネント内には、「原点」や「スケッチ」もそれぞれ含まれるので、編集作業がかなり楽になります。

アクティブにするには、そのコンポーネント右側の「〇」をクリックで選択します。
そのパーツのみ正常に表示され、他の部品は半透明化されます。
上の画像の例では、「コンポーネント・湿度計」は、湿度計本体とホルダの二つのボディ構成です。
湿度計の取り付け位置を変更したい場合、ボディを指定すると単体の移動になりますが、コンポーネントを指定すれば２ボディ同時に移動できます。
このように、組み合わさったパーツを編集する場合、非常に便利になります。

コンポーネントにするには、作成済みのボディから作成する事もできますが、パーツが多い場合には最初から新規コンポーネントとして作業する事をおすすめします。
ボディからコンポーネントを作成すると、そのボディを作成した履歴が、作成したコンポーネント側に入ってきません。
結局、わかり難くなります。

グループ

コンポーネントを作成しても、デザイントップをアクティブにすると、コマンド履歴に全部の履歴が表示されます。
やはり、長くなると右側に隠れてしまって、作業性が悪くなるので、グループ化しておくと整理しやすくなります。
グループにしたい履歴を「shift」または「Ctrl」を押しながら選択し、右ボタンで「グループを作成」

名前も分かりやすい名前にしておいたほうが、いいと思います。
履歴からそのグループを右クリックで、「名前変更」。
グループを解除したい場合には、履歴から対象グループを右クリックから
「削除」→「グループを削除し、コンテンツを展開」。
履歴参照方法は、人それぞれだと思いますが、私は長くなり右側に隠れてしまうのが嫌なので
グループ化しています。

完成

完成しました。
今回あまり使っていなかった、コンポーネント機能を使用してみました。
パーツ（コンポーネント）ごとの移動や配置、編集などボディと比べると便利でした。
本当に単体のモデル以外の場合には、コンポーネントにしたほうがよさそうです。
この設計でおニューマシンでプリントして、とりあえずは、使えてます。
湿度も、10%ぐらいになってます。

今回作成したモデルは、下記から「Fusion360」形式のデータがダウンロードできます。
まだ、不慣れな事と、実際に使用するには、もう少し修正する箇所も
でてきると思いますが、なにかの参考になれば幸いです。

コンポーネント練習用：３Dプリンター用乾燥BOX

FLASHFORGE

FLASHFORGEは日本国内向けに3Dプリンターを販売しています。家庭用から工業用向け3Dプリンター、フィラメント、レジンなど幅広い製品を取り扱っています。また、修理サポートにも力を入れており、各種修理部品の在庫をストックしています。

flashforge.jp

第二回目予約品なので、９月上旬ごろかな？

と思っていましたが、お盆明け、意外と早く先日到着しました。(^^♪
立ち上げ方法は、ネット上に沢山あるので、そちらを参考にしてください。
ここでは、筆者が実際に開封からテスト印刷などやって気になった点を書いてみます。

開梱

この段ボールは、今後修理依頼や処分依頼などの時のために、保管しておきます。
結構場所とるんだよね～

付属品確認

欠品はありません。
おまけのフィラメントは、250gなんですね。
20gの製品が１２個程度、テストプリントなどで、すぐになくなりそう。

内部の紙製クッション材取り出しは注意

ビニールのラッピングを取り外すと、完全に組み立てられたプリンタが現れました。
すぐにでもプリントできそうです。
取説はこちらからダウンロードできます。
取説では開梱最後の作業は、機器内部の紙クッションの取り外しですが、ヘッドが下がっていて無理に外そうとするとヘッドを壊しそうで怖いです。
下記動画をみると、取り外し前に電源を投入し、プリンタのタッチパネルでヘッドを上部へ移動させてます。
このほうが安全そうなので、やってみました・・がぁ！

これは、今回の機器では逆に危険でした！！

Adventurer3 開梱方法

製品開梱方法以下の動画を参考に、本体を開梱してください。※ご購入時期によって内容物や固定方法などが動画と異なる場合もございますため、ご注意ください。

after-support.flashforge.jp

電源を入れると操作パネルで手動操作できると思っていましたが、勝手に動作を始めてしまいました。
よく覚えていませんが、校正作業メッセージで「OK」を実行してしまったのかもしれません。

とりあえず、ヘッドは上昇したのでホットしました。
まだ動いている最中でしたが、上がっている隙に、紙クッションを取り外しました。
このサイト、よく見ると、下部に注意事項がかかれてました。

※ご購入時期によって内容物や固定方法などが動画と異なる場合もございますため、ご注意ください。

ヘッド高さ校正

さて、マニュアルによると、「校正」の前に、「フィラメント挿入」の方法が書かれているので、
「校正」作業は、「フィラメント挿入」後が正式な方法かもしれませんが、
上記のメッセージに従い「校正」を実行してしまったので、
フィラメントは空の状態で行いました。
「校正方法」は、ネット上にも沢山公開されてますが、注意点としては

1. フィラメント挿入後に行う
2. フィラメントがノズル先端に残っている場合には必ずニッパなどで取り除く
3. ヘッド移動で調整する際、必ず下移動状態で設定する

この3点です。
0.2mm程度のシムで調整するように書かれていますが、下げながら調整して行き
場合によっては、「ちょっと下げすぎてキツイな！」と一段階上げたくなる事もありますよね。
そんな時は、一度大きく上昇させ再度確認しながら下げていきますが最終段階がむずかしそうです。
それで、私は、0.3mmと0.2mmのシムを用意して、0.3mmに軽く接触した状態から１段階下げ
0.2mmで確認するという方法で調整しました。
今回はまずフィラメント挿入前に校正したので、再度、フィラメント挿入後にも「校正」しました。
このように再校正する場合には、「2.ノズル先端」の確認は忘れないように、注意が必要です。
ノズル先端は掃除しましたが、挿入前は、「0.3」だったのが、挿入後は、「0.6」になりました。
あまり当てにならない数値かもしれませんが、やはり「フィラメント挿入」の有無で
校正値は変わるようです。
成形状態の校正だと考えると、挿入後が正解のように思います。

ガラスビルドプレート

「adventurer3」と「adventurer3 Pro」の大きな違いは、
「265度高温ノズル」が追加で付属されることと、ビルドプレートが「ガラス製」になった事です。
価格差は、「Pro」が約￥10,000高いです。
ただ、「265度高温ノズル」だけでも購入価格は、￥5,000なので、私は「Pro」にしました。
「265度高温ノズル」に興味ない人は、「adventurer3」がいいかもしれませんね。

「ガラスプレート」使ってみた感想ですが、筆者が感じている、短所は

ビルドプレートを機外へ取り外しができない。
もともと剥がしやすいのが長所と言われているので、条件がいい時には、
さっと綺麗には剥がれるのですが
底面面積が広かったり、温度が高めの場合には、機械内部での剥がし作業になります。
素手ではなかなか剥がれない場合には、ペンチやニッパを使う事になりますが、
機械内部では形状によってはペンチでも挟みにくい事もあります。
こんな時には、ビルドプレートを取り出して、外で作業したいですね。
これが簡単には出来ません。

ビルドプレートの取り外しは、かなり大変。
今後の事も考えて、練習で取り外してみましたが、結構大変でした。
プレート手前の引っ掛かりを、少しずつ手前にまげて取り外しますが、
プラットフォームの外縁が割れないか怖かったです。
また、入れるのも結構大変でした。
慣れが必要だとは思いますが、あまりやりたくない作業です。
ビルドプレートは取り外せないと思っていたほうがいいです。

ラフトなしでは、剥がれやすい
底面積が狭い場合、ラフトなしで印刷したところ、途中で剥がれてしまいました。
上とは逆の症状ですが、やはり「ガラス」は剥がしやすいのだと思います。
ビルドシートの温度やラフトとの隙間など、もう少し経験が必要そうです
スティック糊やマスキングテープも検討中ですが、まず失敗したくない場合、
ラフトは必須かもしれません。

今気になっているのは、この3点です。
ラフトの件は、印刷設定や条件がつかめれば、解決しそうです。
そうすると、「剥がしやすい」や「傷つきにくい」などの長所が大きくなると思います。
ただ、接着力が強い場合、機械内部での作業はなるべく避けたいところです。

精度確認

印刷精度を確認するために、Φ6、Φ10、Φ20 の凸凹形状の単純なモデルを用意しました。

素材は、おまけに付いてきた「FlashForge-PLA」フィラメントです。
PLAは、FDM方式３Dプリンタでは最も使われている素材で、印刷も一番簡単だと言われています。
収縮なども少なく、精度も一番出しやすいと言われているので、機械の精度確認にもってこいです。

標準のスライサー「FlashPrint 5」のデフォルト設定で印刷しました。

凸形状は、ホームセンター購入のノギスレベルですが、精度はほぼいい感じです。
凹形状は、径で「-0.2mm～-0.3mm」小さかったです。
この家庭用の３Dプリンタにどこまで精度を求めるか？
はどのような製品を作るかだと思いますが、組み立てるパーツの場合には、
やはりある程度精度はつかんでおきたいですね。
今回のテストプリントでは、凹形状を少し大きめに調整すれば、±0.1mmぐらいにはできそうです。

精度調整

凸か凹かの単純な調整ですが、標準スライサーの「FlashPrint 5」には、
スライス時に調整するパラメータがあります。

「調整を許可する」はデフォルトでは「いいえ」になっていますが、「はい」に変更。
日本語訳が少しおかしいですが、「外部」と「内部」があるので、今回の場合
「内部補償」の値を調整し、「0.15mm」に設定して再度印刷しました。

測定箇所によっては、誤差がでていますが、モデルの変更する事なく、
スライサーでの調整が反映されています。これは、便利ですね。
ただ単純な凸凹だけなので、横縦の比率や、スケーリング的な調整となると
モデルを調整する必要があります。

ネジ

パーツを組み合わせる場合、やはりネジ締結は最強です。
ネジを印刷しみました。
Fusion360 では、標準ネジは、簡単にモデリングできます。
M6を配置して、「調整を許可」の設定で印刷してみました。

印刷は何事もなく完了しましたが、ボルトを入れてみると一応口元は入りますが、
ねじ込むにはちょっとキツイです。
ここで、「タッピさらい」も考えましたが、無理に「さらう」と金属と違い
PLA樹脂なのでネジ山を壊してしまいそうです。
ここはまず、きついながら、六角レンチでボルトをねじ込み、その後タッピングしました

タップが立てば、こっちのものですね。
手締めでするするといい感じ入ります。

Adventurer3 Pro　の印象

家庭用としては、とてもいい機械と思います。

・本体が非常にコンパクトで軽い。
・動作音がかなり静か。同じ部屋にいても、ぜんぜん気にならないレベルです。
・Wifi設定が簡単で使いやすくなりました。インクプリンタとほぼ同じ使用感です。
・樹脂交換も簡単。取り外し・挿入も自動でやってくれます。
・ガラスビルドプレートは印刷傷がつかないので、ビルドシートの交換は不要。
・交換式ワンタッチノズル。解消できないフィラメント詰まりもノズル交換で対応。

気になる点

・Adventurer3シリーズ全般ですが、500gフィラメントしか内部収納できない。
1000gを使用したい場合には、外置きを検討する必要があります。
・プラットフォームのメカ的な水平だしが、かなり困難
特に、Pro のガラスプレートは、ビルドプレートの取外しも大変です。
・ボーデン式、エクストルーダー
プリンタ上部がフリーなのはいいですが、やっぱりダイレクト式に比べるとフィラメントの押し出し性能が悪く詰まりやすいように思います。（今までは詰まりは未経験）
したがって、フィラメントリールの回転のスムーズさや、フィラメントの乾燥度合、ヘッドのメンテナンスなどフィラメントからヘッド周りは少し神経質になったほうがいいように思います。
さらにプリント条件設定もスキルアップしておいたほうがいいと思っています。

スライサーFlashPeint5

・途中で一時停止する機能を使用する事で、フィラメントを交換して色を変えたり、
　ナットやマグネットなど、成形途中で、別部品を挿入したりすることができます。
　挿入する場合には、必ず、現在の印刷高さより、低くなるように挿入する必要があります。
　ただし、一時停止コードは、旧版のFlashPeintでは、製品高さで指定できましたが
　FlashPrint5 では、レイヤー指定になりました。
　ちょっと、使いずらいので、作成済みの G-Code「.gx」ファイルに、高さ指定で
　一時停止コードを挿入するソフトを公開しましたので、興味あれば覗いてみてください。

FLASHFORGE ３Dプリンタスライサー FlashPrint の 「.GX」 ファイル編集ソフト

FlashForge製３Dプリンタ専用スライサー「FlashPrint」は「.GX」拡張子のG-Code を生成します。G-Codeファイルはメモ帳やエディタなどで読めるように、アスキー（テキスト）形式が一般的ですがFlashPrintの「.GX」は、ファイル上部に、バイナリ文字が含まれていて正常な...

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2022.12.04