Haritoraのケース量産化と印刷設定の検証
概要
izmさんのフルトラ民主化計画「Haritora」の外装量産化を担当することになったので3Dプリンターの印刷設定の検証およびその過程と現在の量産化の準備についてまとめます。
Haritoraってなんよ
izmさんが企画している下半身トラッキングシステムです。
ベースステーションなしで使えて、Oculus系等のベースステーションがないVRHMDと一緒にトラッカーを追加してフルボディトラッキングをするのに便利です。
初めまして。
— Haritora (@HaritoraVR) May 3, 2020
Haritoraという下半身トラッキングシステムを作っています。
ベースステーションが結構高いので、フルトラを民主化出来たら嬉しいです('-'*)#vrchat pic.twitter.com/nQstCKjmy7
外装のデータ設計について
ケースのCADデータの設計はリュートさんに作って頂きました。
リュートさんは以前何度かProjectNorthStarの展示でお会いしたことがあり、HaritoraのCAD設計をされているのを知った時はびっくりしました。。。具体的なモデルや構成要素についてはリュートさんのこちらの記事を読んで見てください。めちゃくちゃ凄すぎて感動しました。（izmさんすごい！リュートさんすごい！やべえ！）
量産するにあたっての目標
量産するには、なるべくコストを抑えて、かつなるべく速く生産しなくてはいけません。
具体的な目標としては
1.なるべくバリを作らない
2.印刷速度を上げて早く作ること
3.ある程度の強度を保つこと
4.フィラメント（材料）の使用量を抑えること
です。
はよ印刷したい、けれど
早く印刷しすぎて結合強度がヨワヨワになっては意味がありません。
中身の密度を減らしすぎてカッスカスにしてもダメです。
そこで私は頂いたHaritoraのデータをいかに高クオリティで早く作れるかの検証を約1か月ほど前からやっています。
印刷設定の検証（サポート材と配置編）
私が使用している3DプリンターはAnycubic Chironです。
このプリンターを選んだ理由などについては以前のnoteを読んで見てください。
とりあえず最初に印刷したのがこれです↓
醜いですね。設計していただいたリュートさんに失礼でした。
特に何も考えずに脳死で配置してサポート材をつけたので剥がすこともできず、多くのフィラメントを使用してしまいました。これでは量産は難しいです。
次に印刷スピードを少しだけ上げて一部向きを変えて印刷しました。
結果、サポート材無しでも大体印刷できることが判明しました。
これにより一個あたりのフィラメントの使用量を大きく減らすことができました。
次に印刷の細かい設定を見直しました。具体的に書くとめっちゃ長文になるので今回は割愛します。ざっくり言うと印刷アルゴリズムの変更と3Dプリンターの物理的な変更です。後者については今度時間あるときにまとめようかと思います。
とりあえず上のように色々イジって印刷したのがこれです↓
プリンターやるやんけ！
バリや糸引きはほとんど無くなりました。
しかし一部ギザギザとしていて雑なところもあり印刷時間も遅いです。
ここから印刷速度と溶解温度と冷却効率との戦いです。
印刷設定の検証（速度編）
印刷速度を上げどこまで耐えられるかを検証しました。
結果としては90mm/sまでは最後まで印刷できました。
上の画像右上に100mm/sと書いてあるサンプルがありますが、これは何故か100mm/s出ていなかったようです...どうして...ちゃんと速度指定したはずなのに...
印刷設定の検証（温度編）
次に糸引きやバリの量を減らすためにフィラメントの溶解温度を変えて印刷しました。印刷速度は60mm/sです。（写真に写っていないのもたくさんあります。）
結果は180℃が一番綺麗に印刷できていました。
しかし実際に本番で使うフィラメントとはメーカーも色も違うので最終的な微調整はします。
印刷設定の検証（冷却編）
最後にノズルヘッドの冷却効率を変えて印刷結果に変化があるか検証しました。
「速く冷却すればフィラメントが垂れにくくなるんじゃね？そうすれば速度も上げられるっしょ！」
みたいなノリでやってみました。
↑冷却口A
↑冷却口B
冷却口Aよりも冷却口Bのほうがノズルに直接風が当たり冷却能力は上です。
しかし結果は冷却口Bのほうが冷却能力が高すぎて強度が弱くなる
ということになりました。
これでは目標の「3.ある程度の強度を保つこと」ができなくなってしまうのでとりあえず冷却口Aを採用しました。
まとめ
いくつかの検証をして大体の印刷設定が決まりました。
まだ検証中の要素があるので今後分かり次第どんどん設定を最適化してHaritoraの印刷クオリティを上げていくので、Haritoraが頒布開始されたときにはぜひフルトラ化を楽しんでください！！！
最後に現在の印刷結果と量産体制のスクショを貼っておきます。
Hariota：https://twitter.com/HaritoraVR
izmさん：https://twitter.com/izm
リュートさん：https://twitter.com/RyutoAI2xm
ムー＝サン(私)：https://twitter.com/Mu_Alexius000