この記事の目的
皆さんこんにちは、ズーチーです！
今回は3Dプリンターでの一体造形プリントで動くジョイントパーツに挑戦します！！
以前ABSフィラメントのブリッジ性を確認して問題なさそうでしたので
前々からやってみたかったジョイントパーツに遂にチャレンジしてみました！！
一体造形を意識して設計することで、一回のプリントでこんなパーツを出力することができます！！
組み立てなしで動くんです！！！
更に応用するとこんなモデルも一撃でプリントできます！！
夢がありますよね！！
今回は基本の一体造形ジョイントパーツの作成方法について紹介します！！
※CADの書き方は完全に自己流なので、突っ込み処多いのはご愛敬でお願いします・・・
☆ちなみに私の使用しているプリンターとフィラメントは以下です！
※PEIシート使ってない方はマジでおすすめなので是非試してみてください！！
☆プリンターについてはこちら↓
①軸パーツのCAD作成・プリント確認
先ず一体造形する前に、各パーツを個別にプリントして所望のモデルが得られるか確認していきます！
では軸パーツのCADから作成していきます。
スケッチの線分と円を使って以下の寸法のように描写します！
次にスケッチ全体を選択した状態で 5mm押し出します！
この状態でボディを一旦非表示にして、先ほどのスケッチの円周辺のパターン（以下画像部分）を選択します。
その状態でボディを再度表示させて押し出しで3mm切り取ります！
出来たボディを選択して、円柱の底面を対象面としてミラー処理します。
出来上がったものを更に逆側にも反転させるようミラーを行い・・・
完成です！！！
この状態で3DCADデータは保存しておきます！（今回はJointAとします）
確認のため、この状態でプリントしていきます。
ユーティティ→3Dプリントでstlファイルを作成して、プリントを行います！！
処理条件は以下です！
○処理条件
- フィラメント：Pxmalion製ABSフィラメント
- ノズル温度：260℃
- ステージ温度：100℃
- 冷却ファンスピード：50% (イニシャル0%）
- プリントスピード：50mm/sec
- サポート密度：50%
今回はフィレット部の出来栄えが気になるのでサポート設定を使います！
結果はこんな感じです！！
いい感じに軸側のパーツはプリントできました！
軸がブリッジになりますが、問題なさそうですね。
外側のフィレット形状部も良い感じです！！
②軸受パーツのCAD作成・プリント確認
次に、軸受側のパーツを先ほどと同様にスケッチしていきます！
今度は先ほどより更に手順は少ないです！
新規ファイルを開き、以下のような寸法でスケッチを描きます！
向きを対象として2.5mm押し出して・・・
ミラーでボディ全体を選択して、対照面をフィレットと逆側の面を指定します！
完成です！！一瞬ですね笑
こちらもJointBとして保存しておきます！
先ほどと同じ条件でプリントするとこんな感じです！
ちょっと円形の抜き部分が微妙ですが、まぁこんなもんでしょう！
よりきれいに出力したい場合は円上部を切り欠いたりすると改善しますよ！！
各パーツが問題なくプリントできることを確認できたので、次はいよいよ一体成型でジョイントしていきます！！
③一体成型用モデル作成・プリント出力
ではCADをジョイントしていきます！
また新規のファイルを開き、適当な名前(今回はJointとしました)で保存します！
次に “新規コンポーネント” として先ほど保存した2ファイルを開きます！
画面左側のデータパネルに表示されている先ほど作成したCADファイルを 右クリック→現在のデザインに挿入 と選択すれば以下のようにモデルが出てきます！！
ここで、アッセンブリ → ジョイント を選択します！
コンポーネント1側に、コンポーネントを移動させる側のモデルのスナップ点を指定します！
円柱部分の最上部の円中心にカーソルを持ってくると、以下のように円柱内に△印で中点が表示されます！
この状態でcommand（Macの場合）を押しながら△印をクリックします！
（このcommand押しながらに気づかずに、結構苦労しました・・・笑）
同様に、コンポーネント2側に軸パーツの円柱中点をスナップ点として設定します！
その状態でエンターすると、うにょーんと軸受パーツが移動して、ジョイントされて1回転します！！
これでジョイントできました！
このままでもプリントできますが、一応CAD状でもクネクネ動くよう設定します。
画面左のブラウザ内の固定する側のパーツファイルを右クリックして固定を選択します！
この状態で固定していないパーツをクリックして動かすと・・・
動いた！！！
パーツがくっついたまま動きましたね！
が、このままだとパーツを透過してどこまででもグルグル回ってしまいます！
アッセンブリ→すべての接触を有効にする を選択すると、パーツ同士が干渉して本物のパーツのように動かせるところまでで回転が止まるようになります！
ジョイントが出来たので元の角度に戻した状態でユーティティ→3Dプリントでstlファイルを作成します！
この際、モデルを直接選択してもどちらかのパーツしか選択されません。
画面左ブラウザ最上部の今開いているファイル名を選択することで全てのモデルが選択された状態となります！
この状態でユーティリティ→3Dプリントと進むことで、パーツ全体を一つのstlファイルとして保存できます！
では、いよいよプリントです！
個別のプリント確認で問題なさそうでしたので、今回も同じ条件でプリントしていきますよ！
結果はこちら！！
ちゃんと動きました！！！
大成功です！！！
これは感動ものです！！ほんとに一体成形でジョイントパーツが作れちゃいました！
ちなみに先ほどのCADをコピペでつなげていくと・・・
こんな長いパーツも一回のプリントでつくれちゃいます！！
長〜いチェーンも3Dプリントできてしまうんですね！！
理屈を覚えておけば色々と応用が効きそうです！あとはアイデア次第ですね〜！！！！
まとめ
いかがだったでしょうか？
今回は一体成型でのジョイントパーツにチャレンジしました！
CAD自体は簡単ですが、パーツ同士のアッセンブリはちょっと複雑になってきますね！
私もよくわかっていない部分が多いので、もっともっと勉強していきたいと思います！
一体成型のアイデアはまだまだたくさんあると思うので、
色々調べたりアイデア練ったりしながら遊んでみようと思います！
簡単なモデルなので是非作成してみてはいかがでしょか？
3Dプリンター初心者の方々の参考になれば幸いです！ではまた！！
