先日ステディカムのグリップ部をプリントしていた時、少し積層がおかしい事に気がついた。よくよく見てみるとY軸のロッドベアリング固定箇所が緩み、ベアリングが外に飛び出て好き放題動き回るという有り様。それでもプリントは問題なく仕上がったが、購入から3ヶ月、そろそろ全体的なメンテナンスを行わないと。それに併せてちょっとした改良もやってみるぞ。

まず各所ボルトの締め増しを行い、その後伸びてしまったベルトの張り具合を調整。あまり品質の良くないベルトのようなので、そのうちモノタロウなんかで上等な物に交換してやりたい。最後にグリスアップを行い、約20分程でメンテナンスは完了。

PRN3Dは組立キットと組み立て済みの完成品※H26.5.18現在組立品オーダー休止が販売されているが、購入を検討されている人はPRN3Dに限らず、キット品の購入をおすすめしたい。苦労はするが、たとえ知識が無い状態だとしても組み立てにより各所の仕組み構造が理解できるので、いざ壊れた時、メンテが必要な時には自分で対応する事ができる。

話が逸れたが、改良箇所は上の写真の台形パーツだ。このパーツ、ステッピングモーターとZ軸昇降ネジを繋ぐキット内のプリントパーツなのだが、品質がよろしくなく、繋がれたネジが回転する毎に酷く偏心してしまうんだ。

内部の穴がもうキツイキツイ。組み立ての際はあまりにも嵌らず、無理矢理締め込むと今度はネジの偏心がとんでもない事にと難儀した箇所だが、ヤスリ等で整形した挙句嵌らなくなるのが怖かったのでそのまま使っていた。

モノタロウで購入した金属製カップリングパーツ、MRG-16-5×6。こいつに置き換えてやろう。

パーツ交換の結果、随分と偏心が減少した。プリント結果にさしたる影響は無いのかもしれないが、ミニ四駆のパーツを交換するようなものと思えばいいんだ。

前回設計し直したジンバルのデータを3Dプリンタで出力して可動範囲を確認してみた。頭のなかでは上手くいく筈が、やはり干渉する所が出てくる。この段階では各軸が20度程しか傾いてくれない。せめて45度以上の可動範囲を確保したいところだ。

再度CADで修正。全面的に形状を見直し、グリップ部・カメラマウント部との接合箇所も設計。即出力して確認してみよう。

3Dプリンタは失敗してもサクっと修正して出力ができるので最高だね。
では早速組み付けてみるよ。

アッー！！割れた！

ベアリング固定用の穴がキツすぎて割れてしまった。ついでに可動限界位置にきたらボルトが上下の窪みに嵌る目論見が大ハズレ。ジンバルパーツの高さが数ミリ足りない。しかし、動作そのものは良好でぬるぬると動いてくれる。ボルトはM5ボルトを使用しているのだが、レゴのポッチ穴にジャストフィットしたので、以前試作したレゴ製ステディカムの上モノを繋げてみた。

ベアリングを入れると割れるのなら、予め割っとけばいいじゃない。
力のかかる箇所と逆方向にクラックを入れた。

クラック処理に加え、各パーツの高さを2mm程調整。グリップ部も設計した。

フリクションは感じられず、可動範囲も非常に大きい。もうね、ぬるんぬるんに動くぞ。

次はカメラマウントとカウンターウェイトの設計に進む。オールプラスチックで作るか、木材または市販の金属ステーを併用するか悩む。別に全てを3Dプリンタで！とこだわる必要は無いのだけども。

前回の試作で確認できた問題点を解消すべく設計を変更し、このような形に。カメラマウント部、グリップへの固定箇所も考慮。最終的な形状がなんとなく見えてきた。いや、初めから完成形がイメージできていないのは駄目なんだけどね。

3DプリンタはCNCと違い一体成型が可能ではあるが、仕上がりを考えるとなるべくサポート材が出ない状態にした方が良い。グリップパーツとジンバル下部パーツは別々に出力する事にした。

カメラマウント部用に少し大きめのベアリングを購入。ステディカムの仕上がりはとにかくフリクションを減らすことが重要だと想像しているので、軸部分はなるだけ高価なパーツを投入したいが、それにしてもホームセンターで売っているベアリング高いよ！.これだけに500円も使ってしまった。

当初の構想スケッチと全く形状が変わってしまった。
なんとなく作るのはよくないね。

LEGOでステディカムのプロトタイプ的な物を試作していたが、照英造りも落ち着いてきた今日このごろ、ステディカムの実制作を進行する。設計にあたって使用したCADはフリーソフト「123D Design」。で必要最低限の機能しか持ちあわせていないが、ホビー用途には必要十分といったところだ。そのシンプルさゆえに、初見であらかたの使い方は理解できた。ちょっと動作が重いのが玉にキズ。

うんこや照英などのモデリングと違い、今回は機械の機構を設計するので適当な精度が要求される。まずは肝心要のジンバル部を設計し、3Dプリンタで出力してみたのが上記の写真の物だ。ベアリングとM5のナットが四方に入る形状だが、金属部品の採寸通りに設計、出力をしたら若干穴が小さく、部品を入れることができなかった。ABSの収縮が原因なのか、それとも3Dプリンタの精度の低さからくるものなのかは定かでは無いが、ホビーユースの3Dプリンタに厳密な精度を求めるのもアレなので、特性にあった設計をすればいい。所詮は黎明期の玩具なのだから。

穴の寸法を0.5mm程広げるとジャストサイズ。出力時間は0.3mm積層で30分程。

ボルト、ベアリングの順にプラパーツへはめ込んでゆく。ベアリングはラジコン用のミニチュアベアリングを模型店で購入した。

仮組みしてみたものの、ジンバルの可動範囲が小さい事や、このまま組めば干渉する箇所が出てくる、形がダサいなど様々な問題点が見えてきた。が、CADでデータを修正、再度出力。という流れが1時間以内に行えてしまうので、失敗を恐れずに試作ができて楽しい。

あ、失敗した。んじゃちょこっと直して…これでどうやろ。おｋ。
みたいな感じで。わりと行き当たりばったりで作れる。