「３Ｄプリンタってどんなマシン？羽ばたき飛行機をつくって飛ばそう！」ワークショップ資料
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大阪扇町のキッズプラザ大阪で2014年6月8日に開催した「３Ｄプリンタってどんなマシン？羽ばたき飛行機をつくって飛ばそう！」ワークショップで使用したプレゼン資料です
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「３Ｄプリンタってどんなマシン？羽ばたき飛行機をつくって飛ばそう！」ワークショップ資料
- 1. ３Ｄプリンタってどんなマシン？ 羽ばたき飛行機をつくって飛ばそう！ 2014 年 6 月 キッズプラザ大阪 FabLab Kitakagaya 羽ばたき飛行機製作工房
- 2. ワークショップ参加者のみなさんへ 本日はワークショップにご参加ありがとうございます。 これからみんなで、オリジナルの「 3D プリント羽ばたき機」を 製作して飛ばしてみます。 このワークショップでは、以下について学びます： ① 3D プリントパーツを使ったキットの製作 ② 羽ばたき飛行の原理と機体をうまく飛ばす調整方法 ➂ CAD ・ 3D プリントなど新しいものづくり手法の紹介 ④ オリジナルデザインにチャレンジ
- 3. 講師プロフィール 羽ばたき飛行機製作工房 高橋 祐介（たかはし・ゆうすけ） ・ 会社員・ Maker ・ Fablab Kitakagaya メンバー ・ 羽ばたき飛行機の魅力にとりつかれて 10 年。オリジナルデザインの機体を発表し続けています ・ 代表作は「学研大人の科学マガジン デルタ・ツイスター」（原型デザイン担当） 関連リンク： 羽ばたき飛行機製作工房 http://blog.goo.ne.jp/flappingwing/ YouTube http://www.youtube.com/user/flappingwing ニコニコ動画 http://www.nicovideo.jp/search/Flappingwing
- 4. 活動歴 ・ 2010 年 空フェス！に参加 Make: Tokyo Meeting 05 に参加 金沢 21 世紀美術館で羽ばたき飛行機ワークショップを開催 ・ 2011 年 Make: Tokyo Meeting 07 に参加 ・ 2012 年 学研大人の科学マガジン「デルタ・ツイスター」発売（原型デザイン担当） Make: Ogaki Meeting 2012 に参加 NHK 総合「特ダネ！投稿 DO 画」出演 Maker Faire Tokyo 2012 に参加 第 3 回ニコニコ学会 β シンポジウムで研究発表 ・ 2013 年 Fablab Kitakagaya に参加 nottv 「ドコモとコドモとオトナの科学 #2 」出演 ニコニコ超会議 2 に参加 フジテレビ「めざましテレビ」出演 Fablab Kitakagaya で羽ばたき飛行機ワークショップを開催 3331 Arts Chiyoda で羽ばたき飛行機ワークショップを開催（ OpenSky 3.0) キッズプラザ大阪で羽ばたき飛行機ワークショップを開催（つくるみらくる展） Maker Faire Tokyo 2013 に参加 大阪南港 ATC で羽ばたき飛行機ワークショップを開催（ Kids design the World ） ・ 2014 年 名古屋メイテック本社で羽ばたき飛行機ワークショップを開催 「空飛ぶパンツ改良型」 3D データおよび組立マニュアルをネットで公開 キッズプラザ大阪で羽ばたき飛行機ワークショップを開催
- 5. 羽ばたき飛行機製作工房の作品群 • 主にカーボン・プラスチックで構成 • 小型モータ・リチウムイオンバッテリ・超小型受信機搭載 • 2.4GHz 無線もしくは赤外線で操縦 • 形状は鳥型・昆虫型・水棲動物型・無尾翼・多葉機などさまざま • 全てオリジナルデザイン、フルスクラッチのワンオフ • 作って・見て楽しい・面白いに徹しています（実用性は追求せず） 羽ばたき飛行機製作工房 http://blog.goo.ne.jp/flappingwing/
- 6. 大人の科学マガジン「デルタ・ツイスター」 • 発売： 2012 年 5 月 • 発行： 学研教育出版 • 歩く速さで飛ぶ羽ばたき飛行機 • 当工房が原型デザインを担当 • 改造作例も多数掲載 • 全国書店・ネットで入手可能
- 7. 羽ばたき飛行機 「空飛ぶパンツ」は、ファブラボ ワークショップ用キットとして、筆者が 2013 年に デザインしたものです。 オリジナル版は、 SLS※ プリントパーツやカーボン・ ロッドなどを使用したハイブリッドキットです。 ※SLS(Selective Laser Sintative): レーザー粉末焼結方式
- 8. 1. 3D-CAD でデータを作成 2. 出力サービスに発注 3. 宅配便で自宅に届く 利用ソフト： 123D Design （ Autodesk 社提供・無料） 出力データ形式： STL 専門知識： 不要（初心者向け） 利用サービス： Shapeways 発注方法： インターネット 造型方式： レーザー粉末焼結 材質： ポリアミド ( ナイロン )12 出荷元：オランダ 宅配業者： UPS 送料 : 1800 円程度 リードタイム：発注後約 1 週間 3D プリントテクノロジーとは • 電子データをもとに、あたかも印刷するように立体物を造型する技術 • 産業界では以前から試作や少量部品の製造等に利用されてきた • 個人向けに低価格の装置や出力サービスが利用可能になり注目されている 「空飛ぶパンツ 2 」のパーツができるまで（外注サービス利用の場合）
- 9. 2014 年になり、 3D プリンターの低価格化が進んで、 ますます身近になってきたので、こうしたプリンターに 適合するよう、パーツデザインを見直しました。 新しいパーツは、 Reprap や Replicator 、 Cube など、普及 版の溶融積層式プリンターでも出力することができます。
- 10. 普及型 3D プリンターの例 CubeX Duo ( キッズプラザ大阪保有） Replicator 2X (Fablab Kitakagaya 保有）
- 11. 「空飛ぶパンツ改良型」の諸元 全幅 : 300 mm 全長 : 135 mm 飛行重量 : 約 2.5 グラム 動力 : 輪ゴム 2 本 材質 : ナイロン 12(SLS*) または ABS(FFF)
- 15. 3. 輪ゴムをかける 輪ゴム 2 本を、クランクと胴体のフックにかけます。
- 18. 6. 飛行テスト 飛行テストは、室内か、風のない屋外で行います。 クランクを 30 回から 50 回ほど巻き上げます。 機体を指で水平に保持し、前上方にそっと押し出し ます。 機体が地面に突っ込む場合は、尾部をさらにハネ 上げるか、より上方に向けて飛ばします。 飛行方向がが左右に曲がる場合は、反対側の翼骨 を軽く後ろの方に曲げて調整します。
- 21. 1. Inkscape を開く（ no_borders, グリッド表示、 960%zoom ）
- 24. 4. スケッチに名前を付けて保存（ Inkscape SVG ）
- 25. 5. 123D Design を開く
- 26. 6. スケッチを取り込む（ Import SVG As Sketch ）
- 28. 8. フリーハンドでの押し出し
- 30. 10. できあがったデータを保存する（ Save To My Computer ）
- 31. 11. データを STL ファイルに書き出す（ Export STL ）
- 33. 13. STL ファイルを読み込む（ Add ）
- 34. 14. 読み込んだ STL ファイルをスライスする（ Make It ）
- 36. 15. データを 3D プリンターにセットして出力
- 38. 参考資料編
- 40. Very long history of flapping flight… 3 億年前（石炭紀） 翅をもち空中を飛行できる昆虫が出現 … 2 億年前（三畳紀） 空を飛べる爬虫類、翼竜が出現 … 1.5 億年前（ジュラ紀） 羽毛をもち、空を飛べる鳥類が出現 … 6500 万年前（白亜紀） 翼竜、恐竜と同時期に絶滅 5000 万年前（始新世） 空を飛べる哺乳類、コウモリが出現 … 25 万年前（更新世） 現生人類の出現 … 520 年前（ 1490 ） レオナルド・ダ・ヴィンチ、人力羽ばたき機をデザイン 230 年前（ 1783 ） モンゴルフィエ兄弟、熱気球による有人飛行 110 年前（ 1903 ） ライト兄弟、固定翼機による有人動力飛行 50 年前（ 1961 ） ガガーリン、ロケットによる有人宇宙飛行 3 年前（ 2010 ） トロント大学チーム人力羽ばたき飛行を達成？（未公認） （ 2013 年現在、有人羽ばたき飛行機は未だ実用化されていない）
- 41. 生物の羽ばたき飛行の多様性 • 長い進化によって生み出された多種多様な形態・メカニズム • サイズによって翅の構造や飛行原理が異なる • 非常に巧妙な仕組みで効率のいい飛行を実現
- 42. 小型羽ばたき飛行機の研究開発状況（海外） • バイオミメティクス※の好例 • MAV （超小型無人飛行機）の有力な形式 • さまざまな応用を想定し、政府の支援も受けた開発競争が進んでいる ※ バイオミメティクス（biomimetics ）：生物模倣、つまり、生物の構造とその機能から着想を得て、それらを人工的に再現することによって、工学や材料科学、医学など への応用を目指そうとする研究 Robot Dragonfly by TechJect Inc.(EX Georgia Tech) SmartBird by Festo AG BionicOpter by Festo AG Robot Hummningbird by AeroVironment, Inc.
- 43. FABLAB KITAKAGAYA とは Fablab は、市民に広く開かれ、個人による自由なものづくりを支援します Fablab Kitakagaya は、関西初の Fablab として 2013 年 4 月にスタートしました Fablab Kitakagaya は、地域に根ざしながら、世界中の Fablab に集う Maker 達との ネットワークを形成し、ノウハウの共有やコラボレーションを進めていきます 羽ばたき飛行機製作工房は、 Fablab Kitakagaya のメンバーです http://fablabkitakagaya.org/
- 44. 3D プリンター レーザーカッター 3D プロッタ 製品名： Replicator2X 造型方式： 溶融押出積層 押出可能材料： PLA 、 ABS 製品名： Venus 12W 方式： CO2 レーザー 加工可能材料： 木材・プラス チック・ガラス等 製品名： MDX15 方式： CNC ミル 加工可能材料： プラスチック・ ケミカルウッド・ワックス等 Fablab Kitakagaya で利用可能な設備 • 会員は小型 3D プリンターやレーザーカッター、 3D プロッタなどを利用可能 • 利用方法についての無料講習会も行います（会員・非会員） • 加工・製造の請負は行いません。会員自身に作業を行っていただきます • Fablab の設備で製造可能な羽ばたき機キットも開発中！