フィラメントリールアダプターの制作

３Dプリンター（FFF方式）用のフィラメントを購入して、まず使い始めようとすると、プリンター側のホルダーの回転軸に対してリールの穴は大抵大きすぎてガタガタです。それでも使えないことはないですが、スムーズに回転できるように穴の大きさに合わせたアダプターを３Dプリンターで作りました。

• 特に難しいところはありません。ホルダー側の軸とフィラメントリールの間を埋める役割なので、基本はリールの穴の直径にあわせた円柱で、真ん中にホルダーの軸を通す穴が開いていればよいだけです。
  しいて言えば、余裕（すき間）をどれだけ作っておくかがポイントになります。余裕を広く取って多少穴の大きさが異なっても同じアダプターが使い回しできれば便利ですが、あまりガタガタなようではアダプターの意味が薄れます。

• QIDIのプリンターのホルダーの軸は、固定されて回転せず、その表面はザラザラしています。一方Maestro/ATOMでは軸にベアリングが使われていて、ホルダーごとしっとりと回転します。回転する方が良さそうですが（３Dプリントでベアリングを作る作例も見たことはありますが）、大変そうなので、代案としてパイプを２重に重ねた構造にしたものをQIDI用に作ってみました。適度に滑りながら回ってくれて調子よかったのですが、特に２重にしなくとも実用上支障ないのでその後は２重にはしていません。

• Maestro/ATOMのホルダーは、バネで引っ張って押さえ部品でリールをはさみこむ仕組みになっています。単純な穴の空いた円柱状のアダプターでは、押さえ部品の向きを変えるのにバネを強く引かないといけないので、穴の径をを広くして、押さえ部品の向きを変えるのに都合の良い空間を設けておきます。アダプターは共用して使い回すので、新しく作るものには皆この対応を行います。

Fusion360を使ってデザインしました。
Maestro/ATOM対応がいらない場合は、単純に円２つのスケッチを上に押し出して円柱を作る方が簡単でしょう。

断面図のスケッチを軸の回りに回転させて穴付きの円柱を作り、角を丸めるフィレットを多めに付けて出来上がりです。
形は単純ですが、重要なのは各部分の寸法です。

• 穴の大きさは、ホルダーの軸とリールの穴の直径を測って決めます。
  ホルダーの軸はどちらのプリンターもφ30mmだったので、穴径は共通でφ31mm、外径は使用するリールの穴の寸法から多少余裕を大きく取って決めました。

• 横幅もリールを実測します。ホルダーについているリール押さえの部品の邪魔をしないように、実測値と同じか少し狭くします（アダプターの使い回しをしていると、リールよりもアダプターの方が幅広いケースも出てきますが）。

• 新しく買ったフィラメントリールの穴が合わなければ、過去のデザインの寸法を変えてアダプターを追加作成します。いまのところ作ってあるアダプターは、
  • Maestro/ATOM純正フィラメントリール用（外径:φ39mm、幅:40mm）
  • QIDI純正用（2重：外径:53φmm、幅:70mm）
  • e_Sun用（外径:φ50mm、幅:62mm）
  • Sunlu用（外径:φ72.5mm、幅:55mm）
  • その他用1（外径:φ54mm、幅:55mm）
  • その他用2（幅違い：外径:φ54mm、幅:59mm）

• 回転軸が通る穴の片側を斜めに大きく落としてスペースを作り、押さえ部品の向きを90°変える動作をしやすくします。
  その一方で、回転軸の長さ分はもとの穴をきちんと残しておいてやらないといけません。斜めに落とす部分の寸法は、制約条件を決めてから残りの部分でなるべく広い体積を削れるように決めました。

QIDI用に最初に作った２重構造のアダプターです。

• 一方が薄いスリーブとして、もう一方の厚みのあるパイプの回りを囲むイメージです。

• この２つの間の寸法を、内側のアダプター外径をφ48mm、外側のアダプター内径を49.5mmと、1.5mm間を空けて設定しました。

• これを作ったときは、内側のアダプター内径（軸のまわり）をφ32mmと、前述の寸法よりも広めに取っていました。Maestro/ATOMと共用する場合は、軸の長さが短いのですき間を少なくした方が安定します。

どれも形状が単純なので、３Dプリントする上で問題になる部分はありませんが、他のモノと接触する部分は滑らかになるように気をつけます。

• 1Kgあるリールを長時間支えることになるので、スライサーソフトの設定で外壁の層の数を多めにします。インフィルの％もあまり小さくならないようにします。

• 張り出し部分も無いのでサポートは不要です。

• プリント後、軸とリールが接する面が平らになっているかを確認し、必要なら凸凹をヤスリで削っておきます。

実際に取り付けて使用感や不具合がないかを確認です。

• 最初に一つ作っただけになってしまいましたが、QIDI用の2重構造のアダプターはカラカラと軽快に回り結構気に入っています。

• Maestro/ATOMでは、アダプター自体は想定のとおりで問題はありませんでしたが、リールを取り付けた後の押さえ部品のばねが緩くなりがちであったため、追加でバネを調整する治具を作りました。（Maestro/ATOMバネ調整治具の制作）