バッテリークレードルの4回目の改訂あたりで、私は3Dプリンターをプロトタイピングの道具として考えるのをやめ、それが実際になっていたもの——実働する航空機のための工場——として考えるようになりました。私たちの磁力計を載せて飛ぶ測量ドローンは、80あまりのプリントパーツの一族で組み上がっています。機体上のあらゆるクランプ、クレードル、カプラー、トレイ、フェアリングが、午前中に設計され、夜のうちにプリントされ、その週には飛んでいました。
パーツファミリー
計測用ドローンというのは、その大半が配管の問題です。3種類の径のカーボンチューブに、センサー、データロガー、GPSパック、着陸脚を載せなければならず、既製品はどれひとつ他の何かに合いません。プリントパーツのファミリーは、これをシステムとして解決しました。
- チューブクランプをあらゆる組み合わせで——26ミリから22ミリ、26から20、T字ジャンクション、オフセットした90度ジョイント——それぞれに1ボルト版、2ボルト版、ラティスで軽量化した版を用意。
- ペイロードの什器——データロガーのサドルとトレイ、GPSベース、レーダーマウント。すべて同じチューブ規格に揃えてあるため、六角レンチ1本あれば現場でレイアウトを組み替えられます。
- マグバード——曳航式センサーポッド。プリントしたノーズコーン、フィンハブ、フィン、サスペンションヨークで構成され、まっすぐ飛べる程度に空力的で、曳航する価値がある程度に磁気的にクリーンです。
素材はデフォルトではなく意思決定
構造部材はすべてPETGでプリントします。ホットエンドは約245°C、外周ウォールは4層、ジャイロイドインフィルは30%台。PLAのほうがプリント直後は硬く、仕上がりも美しいのですが、コロラドの日差しを浴びるドローンの黒いパーツは、7月のトラックの車内が日常的に到達する温度で軟らかくなってしまいます。PETGは高温でも腰が抜けず、砕ける前にしなり、振動下でも信頼できる程度にナイロンボルトを掴んでくれます。(このプロジェクトにはさらに風変わりな要件もありました——キット全体が非磁性でなければならず、メイカーの世界を支えているスチール製のインサートやファスナーは全滅です。ねじ山はプラスチック、ボルトはナイロン、真鍮はやむを得ないときだけ、そしてセンサーの近くには決して使わない。)
軽量化については白状しておくべきことがあります。キットの中で最も美しいパーツ——有機的なボロノイラティスをまとったクラムシェル型コネクターで、元の質量の65%まで削ったものもあります——は、手で彫り出したのではなく、スクリプトで生成したものです。小さなPythonプログラムが各シリンダーの周囲にセル模様を成長させ、AIアシスタントと詰めてプロジェクト設定に記録したプリント設定のおかげで、サポートなしでプリントできます。骨のように見えるのは、骨と同じ問題を解いているからです。
リビジョンこそが方法
本当の物語はファイル名が語っています。battery_cradle、battery_cradle2、battery_cradle3、battery_cradle4。あるクランプはrev41。機能部品をプリントすることの率直な教訓は、設計が良くなり始めるのは3回目のリビジョンからだということです。1回目は図面に合い、2回目は部品に合い、3回目でようやく現実に合う——モデリングしていなかったストラップ、親指1本分のクリアランスが必要なコネクター、ぴったりの穴をハンマー圧入に変えてしまうPETGの収縮。
卓上プリントは、このループをほとんど無料にしてくれます。1回のリビジョンのコストはコーヒー1杯分のフィラメントと一晩の機械時間。これがエンジニアリングの心理を変えます。設計を守ることをやめて、設計を惜しみなく使えるようになるのです。キットが安定した時点で、生産は数量を名前に含んだファイル1フォルダになりました——ストラットクランプ4個、Tクランプ8個、磁力計マウント1個、素材はPETG。同じプリンターを持つ人なら誰でも、コンセントのある場所ならどこでも再現できます。
それこそが静かな革命であり、話題づくりのためのプリントとは何の関係もありません。ひとりだけの体制で、カスタムの飛行ハードウェアを備えた研究用航空機を実戦投入し、数十回のリビジョンを重ね、壊れた部品はどれでも明日の朝には作り直せる。工場はパン焼き機ほどの大きさで、工房の中で眠っています。