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カスタムプラレール、鉄道、お絵かき(ポケモン・その他)の記事が主体のブログです。

拡張スペース(現在工事中です..)
新しくカテゴリとして加えた"3Dプリンター"

単価が高い上に量産効果を得られない、印刷に時間がかかる、実は造形も自由なわけではない、などの制約がありつつもひとつのカテゴリとして独立しました。

Twitterでは当初「手を引く」と宣言しましたが、改めて複製とうまく組み合わせれば使い物になると判断したためです。

ここで、某氏に相談された「分岐器」を形にすることにしました。


結果できた"初版"がこちら。本線に対し約30度で分岐するポイントです。


こうして実際に使ってみると分かりやすいかと思います。


ここで、足場も制作しました。よりリアル感が増して見えます。


続いて第2版のCAD画面です。諸般の事情により真ん中を抜くことにしたものです。


さて、第2版をそのまま増産した第3版のあたりでは、印刷プリンタの個体差や不調、データとの相性などの回避が難しい部分での印刷ミスが度々起こり、使えないわけではないのですが不恰好になってしまいました。成功しているものもあるので、データの問題ではないと思われます。

さて、このポイントですが、ただの分岐が緩いポイントではありません。真の実力をご紹介します。


まず、リバーシブルになっており、片方を裏返したものをS字に繋ぐと複線幅になります。

また、このポイントを連続で配置した場合も複線幅になります。

更に、分岐側はそれぞれ1/2直線レールで横一列に揃えることができます。

そのため、写真のような車庫を作ることができるのです。


カーブが緩いためこうした構図も楽しめます。


複線幅でピシッと揃えられるので、こうした構図も可能。


下から撮るとより本格的に。


渡り線レールよりも更にうねうねさせることも可能。


使い方次第ではこうした配線にだってできます。とにかく、プラレールの規格にできるだけ準拠させつつ独自のポイントを制作した格好で、三角関数などを駆使してミリ単位で角度や長さを調整しました。


唯一、プラレールの規格に準拠出来なかった本線から分岐する部分用に、ジョイントレールも作成しました。ジョイントレール+ポイントレールの長さは0.75S分です。


でも、ここもオスメスが入れ変わっても良ければ過去に発売されていた純正ジョイントレールで代用できるので、かなり汎用性は高いかと思います。(実際に計算するとわずかに長さが異なりますが、直線レールでもロットの違いで214mmと215mmが存在することを考えると許容範囲です。)


生産速度がショボいのでなかなか量産が出来ませんが、できる限り数を増やしたいと思います。
ブームに乗り遅れること数年、ついに3Dプリンタに手を出しました。

思えば4~5年前にせっかく寅さんから3Dプリンタに関する情報を教えていただいたにも関わらず長かった…。
※プラレールの規格について知りたい方はここをクリックしてください。

※本記事では、独自の単位として"S"を用います。
1S=直線1本分の長さ=215mm

3Dぷりんと
CADに関しては「123d design」というものを使うことにしました。上の件とは別に、その方面に詳しい大学の方に色々とご教授いただきました。

画像は現在試作中の幅広げレール(複線幅←→駅幅)で、プラレールの既製品のみ使用した場合は1.25Sとなるため中途半端ですので、1Sでキッチリと曲がれるものを製作しています。

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実際に印刷したレールがこちら。左側のものは、先述の幅広げレールを当初は0.5Sで印刷しようとしたものですが、この長さだとどうしても急カーブになりプラレール・アドバンスともに必ず脱線してしまうためどうしようもない失敗作です。

そこで、先代の幅広げレールの失敗を生かして作ったのが右側のレールです。が、ちょっとした不注意で1S分ではないことと、凸ジョイントの採寸ミスで接続がすごく固くなってしまったためこちらも失敗作です。
一応接続は出来ることに加え22.5度カーブなので実用性0というわけでもないですが…。

形状についてですが、左側の初回ロットはできるだけプラレールのように中央も凹ませようと思いましたが、サポート材と呼ばれるものが必要となり費用が上がるため、格子状の支えを入れました。ですが、印刷時に右側のようにいっそ埋めた方が費用が安く、印刷時間も短縮できることに気が付いたのでそれ以降中央は埋めています。

※3Dプリンターはただの立方体のデータでも、表面にある程度の厚みを持たせるとあとは中を空洞にして、申し訳程度にハニカム構造を作り上げて費用・時間を抑えようとします。そのため、埋めてしまった方が早い場合があります。

20170120_162419410_iOS.jpg
3Dプリンタ最大の武器は何といってもこれです。踏面にギザギザを付けられるのです。長編成が多い運転会にツルツルのレールは非常にまずいので、すごく重要な要素です。

実際、以前プラ板からの完全自作を試作品のみで終了したのはこうした事情がありますし、以前作っていた車両工場のレール部分を自作ではなく製品の踏面の部分だけ複製して用いたのは、すべてギザギザのためです。まぁ、最初に掲載したCADのデータにはまだギザギザ入れていませんけどね…。

さて、こうした3Dデータを作るにあたって必ず必要となるのが、プラレールの規格です。

実は印刷するにあたってネットで規格を調べたのですが、実際には間違っていたりして上のような採寸ミスが起こり得るので、この際自分で測ってまとめてみました。

20161120_124519799_iOS.jpg
まず、レールの厚みが8.5mm

20161120_124619832_iOS.jpg
橋脚1段が66mm
※写真のはレールの厚みが入っていないので8.5mm足しています。

20161120_124649892_iOS.jpg
レール幅が38mm

20161120_124835022_iOS.jpg
複線間隔が22mm(レールの端から端まで)
軌道中心間隔は60mm(レールの中心から中心まで)

20161120_124954663_iOS.jpg
駅幅間隔が70mm(レールの端から端まで)
軌道中心間隔は108mm(レールの中心から中心まで)

20161120_130417201_iOS.jpg
S字幅が88.4mm
※曲線レールをS字に構成した場合の、移動する幅

20161120_130034759_iOS.jpg
直線レールが215mm
当方では1Sと呼んでいます。

なお、直線レールには214mmのものもあり、ロット差があるようです。
その生産国・生産時期などの法則は不明。
(そのため、当方では半直線は小数点以下切り捨て107mmとしています。)

曲線レールは半径が直線レールと同じため、
曲線レールはR215mmということになります。

複線外側曲線レールの場合はそこに複線分が足されるので
複線外側曲線レールはR275mmということになります。

20161120_131504680_iOS.jpg
ジョイントレールは37mm

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車止めは42mm
このあたりの規格は本当に謎です。

以上がプラレールの規格ということになります。プラレールは直線・曲線に準じたものが多いので、この記事に載っている寸法を基に計算すればほとんどが割り出せるかと思います。

逆にこれらの規格を知ったうえで、下の図のようなレールを作る際にも役に立ちます。

ポイント
図のような方法で分岐する場合、現状プラレールでは本線から分かれて車庫を作る際には最小でも軌道中心間隔が108mmの駅幅になってしまうため車庫の見栄えが悪かったです。

が、3Dプリンタならピッチリ複線幅で敷き詰めるレールを印刷することができます。
とはいえ、印刷可能な大きさに限りがあるので画像のようにポイントは小さく区切る必要があります。
区切った際に、同じデータを複数印刷するだけにすると便利ですが、そうするにはどうしたらいいのか考えました。

まず、図の赤線を60mmとして設計します。これで、Y軸をマゼンタのポイント1本で移動する距離が60mmとなるため、分岐側は60mm(複線幅)に統一されます。
また、青線を54mm、107mm、215mmのいずれかに設定すると、分岐側の車庫のレールを容易に揃えやすくなります。

ここで、マゼンタとシアンのポイントを共通金型にする場合、黄線+緑線を60mmにすれば、ねじったときの移動幅が60mmになるのできれいになります。

このような設計にしたポイントでネックになるのは橙線が独自の長さになる可能性が高いことですが、直線の調整レールくらいならCADも楽ちんなのでそこまで問題はないと思います。

今まで散々なじませつなぎをしてきましたが、こうしてひとつずつなじませつなぎに走りやすい箇所を3Dプリンタで潰せば、無くなる日が来るのかもしれません。

ただ、3Dプリンタ最大の弱点は「ランニングコストが高い」「時間がかかる」ことです。
大体0.5Sくらいの長さのレールを印刷するのに1本200円弱かかり、なおかつ時間も2時間程度かかります。
しかも、いくら増産しても単価が下がることはまずありません。

これはイニシャルコストが高い代わりにランニングコストが低く、量産するほど単価が下がる複製と大きく異なるところで、金型さえあれば時間も30分程度です。(しかも同時に複数できる)

造形の自由度が高いことを除けば3Dプリンターはまだまだ優位性が低く、これらの特徴をうまく使い分けることが大切です。最初の一つを3Dプリンタで印刷して、それを複製するのが個人的には最もよい方法かと思います。(ちなみに、現在複線ミニ橋脚を試作中ですが、3Dプリンタのみで行った場合実用的な数になるまでの現実的な所要時間は年単位です…。)

色々と、試行錯誤が必要みたいです。

※この記事は簡易更新です。