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Case:03 -CAMPCAN- IKEAのマグネット缶と3Dプリンタでキャンプ感あふれるお天気グッズを製作(3Dプリンター:造形)

すけろく
IKEAのマグネット缶「GRUNDTAL グルンドタール」に
合わせたフレームを作るぞ!
げんろく
お、今回はやる気だな。
サイズを合わせたものを作る必要があるので
3Dプリンターをつかうか。
すけろく
よし、3Dプリンター用の印刷データの作成だな!
この記事は、「-CAMPCAN- キャンプ感あふれるお天気グッズ」の製作記事です。
まとめと概要は次の記事で掲載しています。
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今回はIKEAのマグネット缶「GRUNDTAL グルンドタール」にあったサイズのフレームを製作します。

IKEA GRUNDTAL 小物入れ 3 ピース
IKEAで販売されているステンレスの缶です。上蓋が透明になっていて、中が見えます。裏側にはマグネットがついていて、冷蔵庫などの金属部分にピタッと引っ付きます。いろいろ使えて便利です。
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フレームは、次のデザインを基本としました。

 

構造を3Dモデル化する

主に考慮すべき点は以下の3つです。
  • マグネット缶「GRUNDTAL グルンドタール」の凹凸にあったフレームにする
  • LEDストラップ「M5 LED BAR」の取付を考慮する
  • M5StickC Plusと回路基板や電池ボックスの組み込みを考慮する

マグネット缶「GRUNDTAL グルンドタール」の凹凸にあったフレーム

マグネット缶の寸法は、次の通りです。

 

缶の底に直系58㎜程の円系のでっぱりがあります。裏面のマグネットを取り付ける事情でしょうか。

ということで、中に入れるフレームは、以下の通り3つに分割しました。

①底面の出っ張りを考慮した背面パーツ

背面フレーム
背面フレーム
②模型を設置する台
模型設置用
模型設置用
③前面フレーム
前面フレーム
前面フレーム

各フレームを合わせると次のようなイメージになります。

 

LEDストラップ「M5 LED BAR」の取付を考慮

次に、LEDがたくさんついたLEDストラップを上部に設置し、模型を照らすようにします。

今回は次のLEDストラップを使います。

このストラップは、今回使うディスプレイ付きマイコン「M5StickC Plus」に標準で実装されているGrove端子というコネクタで接続することができるものです。10㎝のものを使います。

M5Stack用NeoPixel互換 LEDテープ 10 cm
10㎝の長さのLEDストラップです。LEDが15個実装されています。
商品には10㎝の他にも、20㎝、50㎝、100㎝、200㎝があります。10㎝のものはかなり短めのものです。両端にGroveコネクタ(HY2.04P)のメスがついているものになります。
(写真は10㎝以上の長さの商品のイメージです。)
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先ほどのフレーム構造の背面フレームと全面フレームの間にある隙間からLEDの光が入るようにしています。

 

M5StickC Plusと回路基板や電池ボックスの組み込みを考慮

今回は、天気グッズということで、現在の天気と時刻をフレームに組み込んだ、ディスプレイに表示させます。

ディスプレイと制御用マイコンを別に用意することも検討しましたが、今回はサイズ的にもディスプレイ付きマイコンである、「M5StickC Plus」を採用しました。

M5StickC Plus
画面付きで小型のマイコンです。旧版のM5StickCから、ディスプレイサイズ、バッテリ容量が変更になっています。ブザーも実装されました。通信(WiFi/Bluetooth)機能、6軸加速度センサーも搭載されています。
Aruduino で開発できます。Amazonで確認

また、LEDストラップと焚き火が燃えている様を再現するための単体LEDのを準備します。

この2種類のLEDと「M5StickC Plus」を接続させる回路基板と、LEDへの電力供給用電池ボックスをフレームに組み込むための構造を前面フレームにつけました。

前面フレームに構造をつけると次のようになります。

 

3Dプリント用データへの変換

出来上がった3Dモデルを3Dプリンター用に変換します。

今回も3Dプリンター「ORIGINAL PRUSA i3 MK3S+」を使って造形していきますので、付属の「PrusaSlicer」を使ってデータを変換します。

3Dプリンター(キット)

Original Prusa i3 MK3S+ 3Dプリンター (キット) [日本正規品]
オープンソースの3Dプリンターの仕様を作った技術者が作った会社の3Dプリンターです。この商品は、自分で組み立てることが前提です。マニュアルも日本語化されていて、組み立てで特に手順に困るということはありませんでした。非常によくできた製品で、印刷品質も高いので非常に満足できます。
ちなみに「HARIBO」というお菓子もついている(笑)ので楽しみながら組み立てられます。
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フィラメントは、「PETG」、プリント品質は「0.15㎜ QUALITY」にしています。

実際に変換したデータは次の通りです。

複数の造形物があると、造形精度や、ヘッドが大きく動くことで「ひげ」ができるため、各部品ごとにデータを作りました。

背面フレーム(印刷データ)
背面フレーム(印刷データ)印刷時間:34m
前面フレーム(印刷データ)
前面フレーム(印刷データ)印刷時間:2h49m
模型設置用プレート(印刷データ)
模型設置用プレート(印刷データ) 印刷時間:27m

 

印刷結果

3Dプリンター「ORIGINAL PRUSA i3 MK3S+」で造形した結果は次の通りです。

全体的にきちんとした精度で印刷できました。

前面フレームに背面フレームと模型設置用プレートを合わせるとしっかりと組みあがります。

背面フレーム(印刷結果)
背面フレーム(印刷結果)
前面フレーム(印刷結果)
前面フレーム(印刷結果)
模型搭載用プレート(印刷結果)
模型搭載用プレート(印刷結果)

 

編集後記

いかがだったでしょうか。

この記事では、「 -CAMPCAN- キャンプ感あふれるお天気グッズ」で使用するフレームの造形についてご紹介しました。

3Dモデルデータの製作には、試行錯誤しましたが、データができてしまえば、問題なく3Dプリンターで印刷できました。

各パーツの組みあがりも正確で、気持ちよく組みあがります。

良かったです。

記事は以上になります。

最後までご覧いただきありがとうございました。

 

今回使用した主な素材、ツールはこちら!


IKEA GRUNDTAL 小物入れ 3 ピース
IKEAで販売されているステンレスの缶です。上蓋が透明になっていて、中が見えます。裏側にはマグネットがついていて、冷蔵庫などの金属部分にピタッと引っ付きます。いろいろ使えて便利です。
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M5StickC Plus
画面付きで小型のマイコンです。旧版のM5StickCから、ディスプレイサイズ、バッテリ容量が変更になっています。ブザーも実装されました。通信(WiFi/Bluetooth)機能、6軸加速度センサーも搭載されています。
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M5Stack用NeoPixel互換 LEDテープ 10 cm
10㎝の長さのLEDストラップです。LEDが15個実装されています。
商品には10㎝の他にも、20㎝、50㎝、100㎝、200㎝があります。10㎝のものはかなり短めのものです。両端にGroveコネクタ(HY2.04P)のメスがついているものになります。
(写真は10㎝以上の長さの商品のイメージです。)
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3Dプリンター(キット)

Original Prusa i3 MK3S+ 3Dプリンター (キット) [日本正規品]
オープンソースの3Dプリンターの仕様を作った技術者が作った会社の3Dプリンターです。この商品は、自分で組み立てることが前提です。マニュアルも日本語化されていて、組み立てで特に手順に困るということはありませんでした。非常によくできた製品で、印刷品質も高いので非常に満足できます。
ちなみに「HARIBO」というお菓子もついている(笑)ので楽しみながら組み立てられます。
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3Dプリンター(組み立て済み)

【日本正規品】最新モデル Original Prusa i3 MK3S+ 組み立て済 3Dプリンター
オープンソースの3Dプリンターの仕様を作った技術者が作った会社の3Dプリンターです。この商品は、すでに完成済みで調整もされているものです。私は自作キットのほうを購入しましたが、非常によくできた製品で、印刷品質も高いので非常に満足できます。
買ってすぐに印刷が楽しめるのもいいですね!
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