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JuliaTokai #9 (2021/02/13)

tags: JuliaTokai prezentation

歯車を設計して
STL出力して
3Dプリントした話

堀川 由人, ほりたみゅ, @Hyrodium


おしながき

  • 自己紹介
  • インボリュート歯車(の原理)
  • つくりたいもの: :1枚歯はすば歯車
  • Juliaでやっていき!
  • 3Dプリンタで印刷!
  • まとめ

自己紹介

歯車がスキ!私の名刺です↓

Juliaでエッジ検出や射影変換などの画像処理をやっていきます


インボリュート歯車

  • インボリュート歯車ってなに?
  • インボリュート歯車の原理

インボリュート歯車ってなに?

  • インボリュート曲線を使った歯車のこと
    • 一定の速度で回転運動を伝達
    • 歯面が常に接している
    • 世に存在する歯車のほとんどがこれ
  • 以前作った動画を紹介します


インボリュート曲線の描き方


視点を移動させます


1点で接するインボリュート曲線


歯車が回る様子


作りたいもの: :1枚歯はすば歯車

  • 1枚歯歯車
  • はすば歯車

1枚歯はすば歯車

  • 歯数が1
    • インボリュート曲線2つ
  • はすば歯車
    • 歯面が螺旋状にねじれているもの
    • 歯面が連続的に接するので滑らか


1枚歯歯車の欠点とはすば歯車

  • 回転角によっては一方向にしか力を伝達できない
  • はすば歯車でこれを解消!

1枚歯はすば歯車の動画


Juliaでやっていき!

  • Luxor.jl
    • 2次元でお絵描き
  • GeometryBasics.jl
    • 3次元メッシュを定義
  • MeshIO.jl
    • STLでエクスポート

Luxor.jl

  • 2次元の絵を描くのに便利


GeometryBasics.jl

  • 機能は色々ありそうだけど..
    • ドキュメント未整備なので全体像を把握できず..
  • 今回は三角形メッシュの作成に使いました
  • 四面体の例↓
using GeometryBasics points = [Point3f0([1,1,1]),Point3f0([1,-1,-1]),Point3f0([-1,1,-1]),Point3f0([-1,-1,1])] faces = [TriangleFace{Int}(1,2,3),TriangleFace{Int}(1,4,2),TriangleFace{Int}(1,3,4),TriangleFace{Int}(4,3,2)] m = Mesh(meta(points), faces)

MeshIO.jl

  • STLファイルにexportします
    • Standard Triangulated Language
    • 3Dプリンタなどでよく使われるファイル形式
  • Blenderで形状を確認
using MeshIO save("inv.stl", m)


3Dプリンタで印刷!

  • 使った機械
  • 印刷結果

使った機械

  • (ここに機材を書きます)

印刷結果


まとめ

  • Juliaパッケージ
    • Luxor.jl便利!
    • GeometryBasics.jl便利!
    • MeshIO.jl便利!
  • 3Dプリンタ便利!
  • 歯車たのしい!

今後の予定

  • 回転軸を取り付けてちゃんと回るか検証
    • 本当はここまでやりたかったが…発表に間に合わず
  • 2枚歯, 3枚歯も作りたい

参考文献など

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