3D CADで台座を設計してみる
先月、ETCの取り付けをしてから1ヶ月以上になります。
MDF板で自作したアンテナの取り付け台座はまあまあの収まり具合ではあるんですが‥‥
‥‥なんかしっくりこない感‥‥‥。
そこで、3D CADを使ってもっとスッキリ作れないか考えてみることにしました。日頃、3D CADを触ることはまったくありませんが、OSSで無料で使えるFreeCADを使ってモデリングしてみることを通して。
まず、もっとアンテナを寝かせられないのかという観点です。
今の台座は、前方に向けてだいたい50°くらいで立っています。今とほぼ同じ構造を踏襲し、アンテナの角度だけ30°を切るくらいに下げてみるとこんな感じになります。赤がアンテナ、グレーが台座です。
これだと、アンテナの後ろから出るケーブルが台座に干渉してしまっています。スピーカーの露出も中途半端。簡単に言うと灰皿の前後サイズがアンテナの縦サイズに対して狭いんですよね。
そこで、もう少し角度を上げた35°にして、アンテナをもう少し上に上げてみることにしました。こうなります。
※3D CADの使い方を勉強しながらなので、ついでにフィレットを付けたりしています。
これならケーブルの干渉も問題なく、スピーカーも程良く露出します‥‥‥が‥‥‥これでは、先月作った現状のものとあまり変わり映えしないんですよね。わざわざ作り直すほどでもないんじゃないか感バリバリです。
そのため方針を変えて、アンテナのある面(両面テープのある面)をフロントガラス上側に向けることはそのままに、アンテナを90°回転させて、横向きにしてみることにしました。横向きはアンテナを黄色に変更。
アンテナの横幅は縦よりも狭いので、この向きにすれば角度を浅めにできます。開口部もなくせるので、外からの見た目がスッキリできそうです。なお、アンテナは20～60°の間で設置することが推奨となっていますので、これくらいは斜めにした方がいいかなと思います。
ただし、こういう設置にしてしまうと、スピーカーがダッシュボードの中を向いてしまうため、せっかくのガイド音声が聞こえなくなりそうです。というか、スピットファイアはなかなか勇ましい音がするので、音が出ていることはわかっても何を言っているのかはわからなくなると思います。
そこで、アンテナを取り付ける場所の両サイドに穴をたくさん開けて、音が外に出るようにしてみることにします。
ちょうど、灰皿の場所に嵌め込むために下側に作る曲面の板にスピーカーからの音が反射すると思うので、いい感じに音が外に出てくるんじゃないかと思います。
これなら、今よりも何か良さそうな台座になりそうな気がしますね。やっているとどんどん弄りたくなってくるので、もっとこれベースで弄ってみることにしました。
最初に、フロントガラスに貼るわけじゃないので、両面テープから固定方法を変えてみることにします。だんだん3D CADに慣れてきたこともあって、パッチンで嵌め込む構造を作ってみたりなんかしてみました。両面テープの厚み分だけアンテナを上に上げて。
どれくらいの強度になるかのはさっぱりわからないので、パッチンの厚みは勘です。こういう感じで単純ではない構造を作り込んでいくと、わざわざCADでモデリングする甲斐がある気がしてきますね。
次に、見た目が殺風景なので表側に細工を入れてみることにします。
ETCのロゴ画像をダウンロードしてきて、
その明度境界をトレースしてベクター図形にすることができるソフト(Inkscape)を使ってSVG(Scalable Vector Graphics)に変換します。そのままではいびつなところがあるので、それを手動で修正して、
ETCロゴのSVGデータを作成します。
これをFreeCADに読み込ませて図形化し、フロントガラス越しに見える斜めの面のところを彫り込んでみました。
おぉ、これでなんとなくいい感じにできてきた気がします。上から右から前から後ろから見た様子はこんな感じです。
一通りできたので、正射投影から透視投影に変えて、グリグリ回してみた様子がこちら：
最初は、台座の改良案の雰囲気を考えたかったことで始めたモデリングですが、何だかんだでせっかくここまでできたので、このまま現物にしたくなりました。
世の中には、3Dデータを入稿して3Dプリントしてくれるサービスを提供しているところがたくさんあります。でも、自分では使ったことはなかったので、良さげなところを探すところからです。
選ぶ基準は、
・値段が安いこと、
・誰かが常用している実績があること（webで紹介があること）
の2点です。それでなんとなくヒットしたJLC3DPに頼んでみることにしました。ここは中国にある会社で、元々はプリント基板(PCB)の製作を受託していたところだと思います。後から3Dプリントも始めたんだと思います。
注文はすごく簡単で、やることは、CADから3DモデルをSTEP型式で出力し、それを専用のwebページからアップロードすることくらいです。
アップロードしたSTEPファイルをJLC3DPの注文画面でグリグリしている様子がこちら：
https://youtube.com/shorts/YW_TZwgnXO0
形状が細かすぎるところがあって、そのままだと作れないかもしれないと怒られましたが、リスクを許容することにしてそのまま頼むことにしました。
選んだ素材はナイロン12です。こちら（https://nikougiken.jp/column/2110-nylon-differences/）に解説がありますが、ナイロン12は吸水性が低くて寸法精度が高く、温度変化や亀裂に強いようです。そのため、スキーブーツや結束バンドに使われているようです。
紫外線硬化型のSLA LEDO 6060も選べたのですが、屋外での使用には不向きで紫外線に弱いようなのでやめました。熱線カットどころかUVカットすらない昔ながらのフロントガラスに、後ろからなら直射日光がそのまま当たるダッシュボードの環境は、屋外と同等の過酷さだと思うためです。
それで、値段はなんと送料込みでわずか$3.5でした。本当は、見積り段階での3Dプリント代は$8.57だったのですが、なぜか最初から$9のクーポンが使えたので製作費はただ。おかげでこの激安っぷりです。って言うか、そうだとしても、国内の送料よりも安いくらいなのはどういうことなんでしょうね。
で、まだモノは届いていません。
数々の工程を経て、製作自体は終わっているようで、現在輸送中です。
さて、思ったようなものができ上ってくるんでしょうか？
本当はモノが届いてからブログに書こうと思っていたんですが、それではブログが長くなり過ぎるのと、仕掛り状態であることを公にすることで、これをやり始めたことを闇に葬れないようにしました。続きはまた追って。
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コメント (5)
3Dプリントサービスそんなに安いんですね。
CNCもあるみたいで、CADモデルがあればなんでも簡単に作れちゃいますね。
フリーCADを使いこなしてるのが流石です！
いや、ホントに安さにびっくりしますね。日本にもいろいろありますが、こんなことにはなりません。中国恐るべし。
ここは金属プリントもできますね。他所では、安く板金をやっているところもあるようなので、設計さえできれば個人でなんでも作れそうです。
CADは最初とっつきにくかったですが、触っているとだんだんわかってきました。ベースがソフト屋だからか、CADを作った人の気分になっていくとクセも読めてきます。
SNJ_Jさん、なんでもモノにしてしまいますね。プロですか？ってくらい。
ちょうど今、息子が3Dプリンタでいろいろ作ってエンジョイしているところです。
防犯カメラの壁付け用土台、車載レーダー探知機を他車・他バイクにて使い回すためのホルダーから、2次元キャラのスタンプとか。
2次元キャラは、ご紹介なさっているような、画像データからベクターデータに変換して整えていました。まさに昨晩、その話を聞いたところで「タイムリーだなぁ」とクスッとしました。
部材も安くなってきて、小物ひとつつくる部材代も20円〜75円くらいとか言ってました。
アンカーの割と高品位3Dプリンタですが、工場の暴動？スト？かなにかのしわ寄せでアンカーは3Dプリンタの製造販売をやめてしまうとか。保守部品が手に入らなくなるのが困るそうです。
まあでも彼の国ですからそういうニッチなところをケアする企業も出てくるやろ、とか。
いつもながら話の幅が広がりまして失礼しました。
今の世の中、困ったときの情報に溢れていますので、それも合わせればCADは触っているとだんだんわかってきますね。どこかでなんとなく見たことがあるようなものでしたら、じっくりやればできない道理はないんじゃないかと思います。自分の想像の外側のものは無理でしょうが、デジタルの世界にはマイスターの技能みたいなものもいりませんしね。
3Dプリンタを自前で持ってしまうと、フィラメントの種類収集家になる一方で、フィラメント消費しなきゃという強迫観念にやられて、無理にいろいろ製作しなきゃってなりそうです。実際には滅多に作らなさそうで、買うと印刷方式も精度も限定されてしまうので、私は印刷サービスで十分そうです。
こんばんは♪
またしても素晴らしい拘りの製作、楽しく拝見いたしました
本体を横にするのと音を聞きやすくするために穴をポツポツと開けるという発想の柔軟さになるほど！と頷きつつ、試行錯誤しながらも常に緻密であるところにとても感動しました
グリグリ動画はなんだか人工衛星みたいに見えました
最新の人工衛星はETCが付いてるのね〜と少し笑えたりして(^^)
出来上がって送られてくるのが楽しみですね！
さて、どんな感じにできて来ますかね。
文字は潰れてちゃんとできて来ないかも知れませんし、その前にどこかで寸法を間違っていて、アンテナがちゃんと嵌らなかったりして‥‥
順番としては、灰皿を真似てダッシュボードに嵌め込むためのバネ状の曲面の板が、音の反射板になるじゃん!って気が付いたのが、横向き穴開けデザインがいけるんじゃないかと思ったきっかけなんです。うまく使えるといいんですけどね。
新しいものにトライする姿勢に感服します
始めるのに道具(ソフト含む)が高かったり、一つ何かするのにもお金が掛かったりすると敷居が上がりますが、ほとんどただでできることですからね。失敗してもうまくできなくても、ダメージがありませんから。
FreeCADもInkscapeも高機能で非常に優れたソフトだと思いますが、そんなすごいものをOSSとして開発している人達に敬服します。こういう遊びができるのもその人達のおかげです。
3D CADはとても興味あるのですが。
カンタンに使えるものでしょうか？
簡単とはなかなか言いにくいですが、チュートリアルもありますし、YouTubeに使い方がたくさん使い方を載せている方がいますので、じっくり取り組めばなんとかなると思います。最初はかなり取っ付きにくいと思いますので、それを乗り越えれば。
空間知覚が得意な人なら、素人でも凝った構造のものも作れると思いますよ。