2020年3月21日土曜日

電池でニキシー管を点灯させる

秋月でリチウム電池CR1225がやけに安かったので思いつきました。1個4円て。

真面目な実験ではないです。子供の頃から一度やってみたかった。後悔はしていない。

なおちっこいリチウム電池といえども山程つかえばそれなりの電圧はでます。感電などの事故や廃棄時の火災などには十分気をつけてください。

点灯中の写真取る前にバラしてしまった……


■回路■

SN74141互換のKM155ID1でニキシー管をドライブし、Seeeduno XIAOで制御します。XIAO用の電源はそのままUSBから取ります。ニキシー管駆動電圧はCR1225を44-45本直列にして約145Vを発生させます。

電池のGNDとマイコンとKM155ID1のGNDが浮かないようにしっかり配線すること以外は特に注意することはないです。KM155ID1のABCDとXIAOのGPIO4本を接続します。KM155ID1のVCCはXIAOの5Vピンと接続します。XIAOは3.3V動作ですが、XIAOからの出力電圧は、KM155ID1の入力スレッショルド電圧より充分高いので問題ありません。

KM155ID1が勿体ないので16ピンのICソケットを使っています。ニキシー管IN-12Bは今6本で3-4000円ぐらいでしょうか。ニキシー管用ソケットKM155ID1はアマゾンで買いました。IN-12Bはウクライナの業者さんから500本買ったうちの1本です。これもアマゾンでも買えます

XIOAは基板にピンソケットを取り付け、XIAOにはピンヘッダをはんだ付けしています。なんかソケットだらけの基板ですわ。

■電池ボックス■

Orange 30で出力しました。SK水洗いレジンを使ってます。このレジンは少し厚くなりやすいので、電池の直径の12mmに0.5mmプラスした筒を作り、両端にカバーを作りM3のネジ穴をあけ、上をカバーで覆っています。手で電池を入れるとあぶないので、セラミックピンセットが通る隙間を立てに開け、中心付近からも電池を入れられるスリットを作りました。

私にしては珍しく出力一発目で完璧でしたっ



STLデーターこちらからダウンロードできます。

SK水洗いレジンに限りませんが、SLA方式3DプリンタでのM3, M4などの細いネジをモデル化した場合、一応ネジっぽいものが出力されますが、ネジを通すとカスが大量にでます。タップを買っておいて、中仕上げと仕上げを通しておきましょう。タップハンドルなくても手で回せますし(ただ刃で手を切らないように気をつけて)、金属にねじ山を切るときのように1/2回して1/4戻す、とやらなくても大丈夫です。これだけでネジがするっと入るようになりますし、ネジ山崩れにくくなります。まぁ……力入れすぎるとボリって崩壊しますけども。そのためにスプリングワッシャーで「ギリギリ強く締めなくても緩みにくい」ようにしておきましょう。


■配線■

秋月のD基板上に配線します。

最近またジュンフロン使ってます。ちょっと前まで架橋ポリエチレン被覆を使っていたのですが、ジュンフロン被覆はワイヤストリッパー要らないんですよね。


  1. ハンダゴテに少し多目にハンダを乗せる。
  2. ハンダゴテの表面に垂直にジュンフロン線を当てて2-3秒
  3. ジュンフロン被覆がツーッと縮んで1〜1.5mmぐらい導線が出てくる
  4. フラックスを塗って、改めてハンダメッキする


これだけで使えます。熱で縮んだ分だけ末端が少し太くなりますが。



電池は電池ケース両端のネジ穴にM3のネジを通して電線を巻きつけました。スプリングワッシャを入れて電線を押さえつつ、電池を潰さない程度に押さえます。

くれぐれも感電しないよう気をつけてください。GNDとつみあがった電池の中間付近でも70V出ていますので結構ビリっとくるはずです(私はやらかしませんでした。感電こわい)。

■ソフト■

ソフト呼ぶのも恥ずかしいほど簡単ですな。ビットが順番に並んでいないのは、KM155ID1/SN74141のABCDが順番に並んでいないためです。

私はこういう場合、配線がGPIOとピン並びが平行になることを優先します。プログラムの処理が複雑にならない場合は、ぱっと配線を見て確認できる方が間違えも少なくなりますし、基板にしたときも簡単です。まぁこれ基板起こすことないと思うけども。

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:

  Serial.begin(115200);
  pinMode( 7, OUTPUT);
  pinMode( 8, OUTPUT);
  pinMode( 9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);  
}

int num = 0;


void loop() {

  digitalWrite(10, (num & 1) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite( 9, (num & 8) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite( 8, (num & 2) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite( 7, (num & 4) ? HIGH : LOW);

  num++;
  if (num > 9) num = 0;           
   
  delay(200);
}

2020年3月15日日曜日

3Dプリント:ゴミ箱


レジン系のゴミ、有機溶剤蒸気が出るので部屋の外に仮置してるけども、めんどくさい。

水洗レジン導入であまりガスでなくなったので、密閉できて匂いがもれないというおむつ用ゴミ箱を買ってみた。ビニールの筒をねじって締める方式。ビニールの筒のコストが高いけど、おむつでも110回使えて1000円+ぐらい。レジンはおむつほど高頻度で捨てないから利便性が得られるなら、と買ってみた。

思ったより大きいのでゴミ箱と置き換えての運用、普段のゴミも入れててレジン系ゴミを入れたらひねって密封する。

使ってみると、蓋が開けにくい。つるつる滑るので、開いた!と思ったら反動で閉まっちゃうことを何度か繰り返す。軽いので片手で開けるのは困難、後ろに壁があれば何とか。作業の前に開けておきましょう。

密封といっても融着するわけではなく、ビニール袋をカートリッジごと回転させてヒネる方式なので、ぜんぜん漏れないというわけではない。写真右側にある出っ張りを手でぐるりと1回転。ロックなどがあるわけではないので、任意の角度(回数)回せます。

蓋についているどーんとした出っ張りでゴミを押し込む。ゴミに触れなくていいけど、これが重くて蓋を開けにくいのだった。

まぁゴミ箱の中身が見えないのは良いかな。開けにくいのは辛いので、指が滑らないように「おゆまる」でツマミを作ってみようと思。

2020年3月13日金曜日

SLA 3Dプリント:レジンのレビュー

新しいのを試したら上の方に加筆します。

未検証

  • SK本舗 Siraya Tech Blu タフレジン 500g

検証中


検証済




■SK本舗 SK水洗いレジン500g 『白色』500g■

SK本舗さんの《SK02W》SK水洗いレジン500g 『白色』です。初めての水洗い、楽しみです!

購入日:2020/03/08
使用開始:2020/03/13
開封時の匂い:感じない
出力後の匂い:感じない
後硬化の匂い:やや臭い


まず板の出力。水道でじゃぶじゃぶ洗えます(そりゃそうだ)。ANYCUBIC Wash and Cure Machineで4分硬化。プラットフォームから剥がす時に折ってしまった。硬化した後、もう一度端を折ってみようとしたがわずかに変形するだけで折れず。主観ですが今まで使ったレジンで一番強い感じです。


色味は単独で見ていると黄ばんでるという感じは少なく、目に優しい白、の範囲だと思います。でもコピー用紙とかAppleトラックパッドの上に置くと黄色いですね……。


50um8秒、説明に従って初期層を6層から3層に減らしてみた。ビルドプレートすぐ上で曲面のオーバーハングがあるところで少し破綻。やっぱ6層にしないとダメですね。あと説明に従って水洗浄後半日置いてからcureしたら2分で充分でした。寸法精度は上の出力で水平方向長軸で65.00mm→64.05mm、水平方向厚み2.00→2.20mmでした。出力で少し太るのはSLAの特性として、縮小はそれなりでしょうか。なおトランプ立て(バットの縁にトランプを立てておく)を復活したのは、バットに入れておくと沈殿しやすいということなので、かき混ぜやすいように、と。


M5Stack台。ビルドプレートとものすごく強固に貼り付いていてシールはがしの刃を差し入れるのに苦労しました。ビルドプレートと密着する設計は良くないです。泡のハンドソープで水洗い。乾燥中。乾燥してからcureしたらこころなしか黄色みが増したような印象です。


ただ、他のレジンでも経験したことがありますが、黄ばんだやつを放置してたらまた白くなりました。

この後、経時変化を見てみます。お楽しみに。

■SK本舗 Siraya Tech Blu タフレジン 500g■

《ST01N》Siraya Tech Blu タフレジン 500g
(購入3/8)

■ANYCUBIC Plant-based オレンジ 500ml■

Ali語で「ANYCUBIC 植物由来の 405nm UV 樹脂フォトン光子 S 3D プリンタ印刷材料なし厄介な化学 resina impressora 3d」、AliExpressからFedExで送料無料の3,854円。

匂いは前↓の白と同じはずだけど、何故か少し強く感じました。ただ、longer3d standardと比べれば弱くて、換気を普通にすれば気にならない程度かと思います。「換気をしなくても」と言いたい所ですが、硬化時にガスは出ているはずなので臭わなくても換気はしっかりしましょう。

使用開始:2020/03/09
開封時の匂い:少し
硬化中の匂い:少し
硬化直後の反り:

写真の色を評価するのは難しいですが、オレンジといってもかなり白っぽい色で、コンビニで売ってるような安いオレンジシャーベットの色という感じです。


最初に出力したこれは斜めの板やオーバーハングがあるので太サポートを付けて出力しましたが、やっぱりビルドプレート側の面は歪みますね。これはレジンのせいではなくSLA 3Dプリンタの特性なので仕方ないです。

(続く)

■ANYCUBIC Plant-based 白 500ml■

Ali語で「ANYCUBIC 植物由来の 405nm UV 樹脂フォトン光子 S 3D プリンタ印刷材料なし厄介な化学 resina impressora 3d」、AliExpressからFedExで送料無料の3,854円。


第一印象として臭くないというより匂いしない。30分ほど硬化させてもほとんど黄色くならない。

使用開始:2020/02/07
開封時の匂い:しない
硬化中の匂い:少し
硬化直後の反り:2.5mm

放置しておくとどんどん反る。ただ、沿ったものはヒーティングガンで軽く温めて平らに伸ばすと、その後は反らなくなる。

■LONGSELL Photopolymer Resin 黒 500ml■




「LONGSELL Photopolymer Resin 光造形3Dプリンター専用 ABS類似 UVレジン多色 ブラック 405nm 500g/ 1000ml 無臭 LCD/DLP通用 3D造形材料 光硬化可能樹脂 3Dプリンタ向けレジン 多色 – 500ml(黑)」って長いわ>Amazon

在庫切れそうでAliに注文したのが届かなくて、急遽アマゾンに注文。届いた翌日にAliからも届いたので人生はままならない。500mlで3,899円。

出力したもののが粉っぽくない。染料系レジンみたいにツルツル。ただ洗浄したIPAを一晩置くと黒い粉が沈んでます。UVレジンの宿命として、完全な真っ黒ではなく黒スモークのアクリル板みたいな感じで、1-2mm以下ならMacの画面のあかりで十分透けて見える。

あと、やけに反らない。特筆すべきほど反らない。「厚さ3mmの板でビルドプレートと反対側に深い刻みが大量に入っている」という何をどうやっても反るわな、という状態でもほとんど反りません。いまのところ。普通なら後硬化すると反るんですけどね。うーん、間に合せのつもりでちょこっと買っただけなのに、意外と良いって困るじゃないか……。でもまあ長期保存するとどうなるかわからないのは皆様御存知の通り。

いやー、ほんと反らないわ(まだわからん

臭いはかなり強いです。Longer3D standardの3割増って感じかな。

【追記2020/02/07】「いかにも反る形状」のは反りました。ただ、Longer3D standard resinと比べると半分ぐらい。ただの板として出力したのは反らないままです。ただ、やっぱり臭いですね……換気はそれなりにしているんですが、使用をやめたら部屋に入ったときの加齢臭とレジン臭が加齢臭だけになりました(書いてて辛い)。少し長めに硬化しないと失敗しがち、臭い、ので今後は買わないです。【追記ここまで】

■HiEHA 3D 光造形3Dプリンター用 LED UV レジン■


大変きれい。

HiEHA 3D 光造形3Dプリンター用 LED UV レジン 500g 無臭 光硬化可能 汎用樹脂 アルコール洗い (透明イエロー)
Longer3D標準の透明レジンが黄ばみまくるので、それなら最初から黄色いの買っちゃえばいいんじゃね?と買ったもの。正解。

もちろん無臭ということはないんだけど、バットにレジンを入れっぱなしにしてアクリルのカバーをした状態で放置し、外出から戻っても部屋がレジン臭くないので、他のレジンよりは臭くないんじゃないかなーと思う。

透明度高い。かつてJobsさんが「キャンディのように美しいアイコン。舐めてしまいたい」と言ったことがありましたが、ほんとキャンディのようです。太陽光にあてっぱなしにしても違いがよくわからない。出力例はこんな感じ

硬化は遅い。100umの標準設定80秒+8秒ではサポートから剥がれてしまって、50umsw80秒+8秒、100umで80秒+14秒でうまくいった。あんまり追い込んでいませんが。

縮小率は1%程度。反る。出力した直後にも反るけど、その後1ヶ月ぐらいしたら板が三日月のようになっていて大笑い。かちっとした薄板構造を作るのは難しそう。

5,270円で今となっては少し高めのレジンだけど、透明度の高さと臭いの少なさはまぁ納得、かな。

反ったわー。反りやすい形状とはいえ大きく反った。

■Longer3D Standard clear■

他のLonger3D Standard Resinと基材は同じと思う。臭いも粘度も縮み方も同じ。

黄ばみ方も同じ。

これもKickstarterのオプションなので、価格不明。だけど、あんまり必要性を感じない。透明度を求めるなら他のレジンを買うと思う。


■Longer3D Standard 白 / 灰■


後硬化、短時間だと黄ばまないけど、柔らかい。

粉が沈殿するタイプ。ボトルをよく振ってから注ぎ、印刷前にはバットの中をトランプなどを使ってよくかき混ぜましょう。出力例はこの辺

縮小ぐあいは85mmの厚めの箱を出力して0.52mm。1%以下は優秀。

白は長時間後硬化すると古い下着のような黄ばみ方をします。灰色は青っぽい灰色なので、わかりにくいけど長時間日光にあてたものを出力したばかりのものと比べると黄色っぽくなっているのがわかる。

粉末が光を散乱するので、文字を透かし彫りしようとしてもぼやけてしまってあかん。

85x55x2mmの板の上にごちゃごちゃ載せたようなものだと、高さ5mmの逆三角形のリブを長辺にいれても盛大に反る。もうぐにょーんて感じ。同サイズで高さ10mm板厚2mmぐらいの箱にするとほぼ反らない。

50umスライスで80秒 / 6秒、硬化不良は起こっていない。標準だけあって使いやすい。

Kickstarterのキャンペーンで買ったもので、現在まだ AliExpressの公式店に出ていないので価格不明。


■Longer3D Nylon like resin clear■


この形状なら反らない。きれい。

これもKickstarterの追加オプションなので金額不明。

硬化は遅い。50umで80秒+14秒。遅い遅い。

ただ、後硬化しても黄ばまない! 透明のまま!! 臭いも少ないような気がする。

ということでぜひもう一度入手して追試したいものです。出力例はこれ

でも、下の通り、反りますねー。リブが入ってないとか設計も問題なんですが、それにしても反ってます。今度入手できたら、ちゃんと設計して出力してみます。

でも現代美術か! ってぐらい反るの……設計もよくないけどさ

3Dプリント:wash and cureがすごく良い!



写真左、ANYCUBICのWash and Cureという装置、すごく良いです。

■洗浄硬化は必須■

wash and cure machine、長いのでWCMと略します。上記の通り、洗浄と紫外線での硬化が可能です。

SLA 3Dプリントした後は洗浄する必要があります。最近は水洗いレジンもぼちぼち増えてきましたが、まだまだ主力はIPA、このIPAはコロナウイルスの影響で入手しにくくなっているし、結構お高い(エチルアルコールよりは安い)ので、なるべく大事に使いたいものです。

うちでは、100均タッパー2つと超音波洗浄機を用意して、使って汚れたものから順送りでIPAを入れてました。1.ベトベトの出力物を洗うやつ、2.そこで洗った出力を念入りに洗うやつ、3.超音波洗浄機仕上げのすすぎ。の3段階です。

500cc入れて、大塚刷毛製造のひよこ刷毛で表面を洗っていました。手袋の着脱、ケイドライでの拭き取りや刷毛の掃除と乾燥など結構手間がかかりますし、何よりずっと付きっきりで立ち作業するので腰が痛いです。

WCMは、3500mlの洗浄バケツの底に磁気で回転するプロペラがついていて、その中に出力物を投入すると渦潮で自動洗浄してくれます。出力物などはステンレスのかごにいれて洗いますが、ANYCUBICのプリンタであれば、プラットフォームをそのまま固定できるアタッチメントがついていて、更に楽に使えます。いいなぁANYCUBIC。

■洗浄方法■

使い方は、後述の日本語マニュアルをご覧いただくとして、だいたい
  1. バケツに洗浄液(うちの場合はIPA)を入れる。ステンレスかごを使うので1,500 - 2,500cc。うちは2,000cc入れるとプラットフォームごと漬けられます。
  2. 出力物をステンレスかごに入れて釣るか、プラットフォームで釣るす。洗浄バケツの底には回転するプロペラがあるので、必ずかごに入れるかプラットフォームで吊るしてください。
  3. オレンジ色のカバーを装着。
  4. 洗浄モードにして時間を選びスタートボタンを押す。「キュワー」というかっちょいいモーター音とともに洗浄が始まります。2, 4, 6分を選べますが、まだ最適な時間がわからないのでとりあえず6分にしてます。
  5. 終わったら取り出します。そのままでもいいみたいですが、私は一度フレッシュなIPAですすいでから乾燥させてます。
という感じです。ホコリの入らない乾燥庫ほしいです。

IPAは当然汚れますので交換が必要です。うちはこれまでは3段階1500mlで合計15〜20回程度で交換していましたが、ちょっと様子をみて見ます。この点、水洗いレジンはザバザバ捨てられるのでいいですね。

あと、Orange 30のプラットフォームにはM3の六角ボルトが使われていて、そのネジ頭に入ったレジンは、これまではIPAに沈めてネジ頭にひよこ刷毛の毛先を10回叩きつけて洗っていました(5回できれいになったので念の為10回)。WCMでこの手間が解消されるか?と期待したのですが、そこまではきれいになりませんでした。超音波洗浄機で5分洗浄しても残るので、ここは今後も刷毛で掃除するほうが良さそうです。もっとも、私はビルドプレートはレジンを交換するまで洗わない運用なので、大した手間ではありません。

■硬化方法■

乾いたら硬化です。洗浄バケツを外して(乗っているだけですが)、きっちり蓋を締めます。洗浄バケツにぴったり蓋ができるのはありがたいです。大量の液体を別の容器に移し替えるのって面倒だし必ず失敗するマンなのだ私は。

ターンテーブルを取り付けます。取り付けるというか乗っける感じで少し心もとないですが。その上に、乾燥した出力物をのっけます。ターンテーブルはアクリル製ですが、アクリルはIPAに弱い(白化したりひび割れたり)ので、乾燥させること大事です。またオレンジ色のカバーをのっけて、硬化モードに切り替えて、時間をセットしてスタート。カバーは紫外線カット素材ですが、カバー越しに見ても結構眩しいです。というか紫外線を完全にカットできるわけではないので、見ないほうがいいです。

後述のKORESAWAさんによれば、ANYCUBICの人に2分で充分、それ以上やると白くなる、と言われたそうですが、レジンが黄色くなるのは日常的に経験していますが、白くなるとはどういうことでせう。推測ですが、透明なレジンの表面が応力歪その他で白化するのではないかと思います。では黄ばみはどうなのか、ですが、今、うち白や透明のレジンがないのでまだ評価できていません……評価が終わったら加筆します。

ということで、今まではレジン手芸用の蛍光灯紫外線を使っていて、小さいものは裏表ひっくり返して3分ずつ照射してました。でかい出力物だと少しずつ向きを変えながら10分照射してもしっとり感が抜けない感じでした。

でも、WCMだと、小さいのは2分でいい感じですし、4分だとサラサラになります。しかも、ターンテーブルの上ですので、途中でひっくり返さなくてもいいです。もうこれで「へいしり、3分タイマー」と叫ばなくてもいいのだ私は。

写真のように、小型LCD SLAプリンタと同じぐらいのサイズで、かさばりません。タッパーを2つ減らせたので今までの作業スペースと同じところに置いてます。

LCD SLA方式3Dプリンタで洗浄が煩雑、ちゃんと硬化させたい、という方にお勧めです。

■さいごに■

マニュアルは、日本語版をダウンロードできます。単なる翻訳ではなくて、先行ユーザーのKORESAWAさんが翻訳してくださったもので、使う上での体験的なtipsとユーモアがあって、とても助かります。

末筆ながら、この機械を紹介してくださったKoresawaさんに感謝申し上げます。Twitterでも、各種情報発信ありがとうございますm(_ _)m


2020年2月8日土曜日

3Dプリント:反ったSLAプリント対策

放射温度計で計りながら、ヒーティングガンで温めます。

まず、反るのは、ビルドプレートに密着した側は硬化時間が長いので密度が高く、そこから離れると密度が低いため後硬化で硬化した際に大きく収縮して反ります。バイメタルみたいな感じで。

比較的反りにくいレジンもありますが、反ることは反りますね。

反ってしまったら、ビルドプレート側(山側)を上にして、100度以下に設定したヒーティングガンで温めます。温めすぎると溶けるので、50度強ぐらいが目安。いい感じに温まってきたら反対側(谷側)を上にします。この時点では熱膨張のため反りがひどくなっているかもしれません。で、谷側を温めるとこちらが熱膨張して反りが治っていきます。で、こちらも50度強ぐらいに温まったら、やけどしないように気をつけながら平らな面に押さえつけて冷えるのを待ちます。この時、加熱しすぎた箇所を抑えると変形してしまいますので、加熱しすぎと押さえすぎには気をつけます。

注意するのは、ビルドプレート側を縮めるのではなく、谷側を伸ばす、ということです。ビルドプレート側は寸法が出ているので、そっちを縮めようとすると全体的に誤差が出てしまいます。