タミヤのギヤボックス用シャフトをレゴに繋ぐパーツを３Dプリントする

以前作ったWiiリモコンとArduinoとレゴのラジコンですが、
タミヤのシャフトとレゴのサイズが全く合わなくて、
ホットボンドなどで埋めるという荒業に出ていました。

せっかく３Dプリンタが手に入ったので、ちゃんと作ってみようと思います。
プリンタは M3D の The Micro です。

…と、軽い気分で始めたのですが、いかんせんパーツが小さいため
レゴとシャフトがぴったり合うようにプリントするのはかなり苦労しました。

こんな感じで失敗作だらけ。
実際は形にすらならなかったものも多く、これの倍くらいのゴミが出ています。

３Dモデル作成

モデルの作成にはAutodesk 123D Designを使いました。
フリーで使えて簡単なものを作るのであれば一通り機能が揃っています。


部品本体は真ん中の棒状の部分です。

タミヤのシャフト挿しこみ部

画像右側の六角形の穴はシャフトの形状に合わせてあります。
穴は六角形ですが外側は八角形です。

レゴ側が十字型なので、八角形にしておくと側面が平面で繋がって
プリントの乱れを避けられます。
また、平面がつながるように太さも合わせておくと、
プリント中に自重でたわむのを避けられる上、
レゴの丸穴の部品にぴったり入るようになります。

レゴの差し込み部

奥の十字型がレゴ用です。
レゴのギヤなどの十字穴に差し込める形状にしています。



十字型はどうしてもプリント中に若干歪むため、
トライ＆エラーで0.1mm単位で遊びを調整しています。

両端の正方形

両端の正方形はプリント中に部品を固定するために付けています。

と言うのも、今回の形状はプリンタの台に接する面積が極端に小さいため、
プリント中に部品が浮いて外れてプリントに失敗します。

両端に板状のものを付けることで部品が浮いても台から外れません。
と言うことに気付くまで５日ほどかかりました。

プリント

プリントソフトは M3D 標準のソフトです。

材料は ABS を使いました。

PLA は自重での歪みがどうしても無視できず、カッターで削ろうにも硬すぎて駄目。
一方、ABS だとプリント中に浮いてしまったり、生成物を縦置きにすると
グチャグチャに崩れたりとなかなか上手くいきません。

結局、両端の正方形でプリント中の浮きを抑えながら横置きにすることで
ABS で精度よくプリントすることに成功しました。

もしかしたらABSは水平方向に長く材料を使う形状に向いているのかもしれません。
ただし、冷えていく過程でたわんで台から剥がれてしまう点に配慮が必要です。
PLA はどんな形状でもそこそこの形までは行けそうですが
細部は崩れやすい、といった印象です。

完成

プリントが終わるとこんな感じです。
2.5 cm の棒を１個プリントするのに４５分。


生成物の下に何やらモニャモニャした土台がありますが、
これは「ラフト」（いかだ）と呼ばれるものです。
台の上に土台の板をプリントして生成物を浮きにくくするものですが、
今回の場合はラフトと生成物の間は両端の正方形だけでくっついています。

ラフトごとプリンタから引っ剥がすとこうなります。


両端の正方形をニッパーで切り取るとこの通り。
備長炭ではありません。


ちゃんとレゴのギヤとタミヤのシャフトが繋がりました。
何度も調整を繰り返したお蔭でガタツキもなくぴったりです。
プリント後のやすり掛けなども特に無し。


動かしてみました。
若干軸がブレている気がしますが、まぁ使える範囲ではないでしょうか。