0.5mm Mechanical Pencil (Parametric)

以下の仕様で、実際に組み立てて使用できる0.5 mmシャープペンシルのパラメトリック3D CADモデルを設計してください。 1. 全体仕様 * 用途：実際に筆記できるシャープペンシル * 芯径：0.5 mm * 全長：約150 mm * 外観は高級感のある精密機械・高級筆記具をイメージ * すべての主要寸法を後から変更できるパラメトリックCADとして作成 * 部品同士が干渉せず、実際に組み立てられる構造にする * 外観だけのモデルではなく、内部機構も含める * 必要に応じて部品を分割し、それぞれ独立したCADソリッドとして作成する * 最終的にSTEP形式で出力できる構造にする 2. 外観構成 先端から後端に向かって、基本構成を以下とする。 パイプ ↓ パイプ収納用の円柱部：約20 mm ↓ アルミ製六角形グリップ部 ↓ カーボン製円柱部 アルミ六角形部 * 材料：アルミニウム * 形状：六角柱 * グリップとして使用する * 六角形部分にはダイヤモンドローレット加工を施す * ローレットは浅すぎず、指でしっかり保持できる実用的な形状 * ローレット加工部分はCAD上でも可能な範囲で実際の凹凸形状として表現する * 六角形部分の下側に真鍮製ウェイトを配置する * ウェイトによって重心を先端側へ寄せ、低重心にする カーボン円柱部 * 材料：カーボン * 形状：円柱 * ローレット加工は行わない * 表面は滑らかな円柱 * アルミ六角形部との接続部分には不自然な段差を作らず、自然で綺麗な外観にする 3. パイプ収納機構 先端パイプは収納可能にする。 イメージはRotring 800のような回転式収納機構。 * 本体を回転操作すると先端パイプが内部へ収納される * 反対方向へ回すとパイプが突出する * 収納時にパイプ先端が本体外周から飛び出さない構造 * 使用時にはパイプが十分な長さ突出する * パイプ収納部は本体内部に設ける * 約20 mmの円柱部をパイプ収納機構のためのスペースとして使用する * パイプと収納機構が内部で干渉しないようにする * 回転操作によって直線運動へ変換する機構を設計する * 必要に応じてねじ、カム、スライダーなどを使用してよい * 組立・分解可能な構造にする 4. シャープペンシル機構 実際に0.5 mm芯を保持して筆記できる構造にする。 * 0.5 mm芯対応 * チャックは真鍮製を想定 * チャックは既製品を使用する可能性があるため、チャックを取り付けるための寸法をパラメータ化する * チャック自体は必ずしも新規設計しなくてよい * チャックの後方に芯送り機構を配置 * ノック操作によって芯が前進する * ノックを離すとバネによって機構が復帰する * 芯が適切に保持される構造にする * 芯詰まりが起きにくいように内部通路をできるだけ直線的にする 5. バネ 収納機構などに使用するバネについて、以下の寸法を基準値とする。 * 外径：6 mm * 線径：0.5 mm * 自由長：20 mm バネは実際に圧縮・復帰できるスペースを確保する。 バネを組み込む場所では、最大圧縮時にもコイル同士や周囲の部品が不必要に干渉しないようにする。 6. 真鍮ウェイト 低重心化のため、アルミ六角形部分の先端側・下側に真鍮製ウェイトを配置する。 * 材料：真鍮 * 円柱または本体内部に収まる形状 * 重量は可能な限り先端側へ配置 * 本体外側から見えないようにする * 本体の構造強度を低下させない * ウェイトを交換できる構造にできる場合は交換可能にする 7. 接続・組立 各部品は実際に組み立てられるようにする。 最低限、以下を別部品として扱う。 1. アルミ六角形ボディ 2. カーボン円柱ボディ 3. パイプ収納用円柱部 4. 先端パイプ 5. パイプ収納機構 6. チャック取付部 7. 芯送り機構 8. ノック部品 9. バネ 10. 真鍮ウェイト 部品同士の接続方法は、ねじ込み、圧入、接着、止めねじなど、実際に製作可能な方法を選択する。 8. 公差・クリアランス 実際に3Dプリントまたは切削加工して組み立てることを想定する。 * 可動部には適切なクリアランスを設ける * 回転部は固着しないようにする * パイプ収納部はパイプがスムーズに移動できるようにする * ネジ部には適切なクリアランスを設ける * バネが自由に動ける空間を確保する * 部品同士の干渉チェックを行う * 最終的に組み立てた状態で干渉がないか確認する 9. CAD構造 単なるポリゴンメッシュではなく、可能な限り実際のCADソリッド・パラメトリック形状として作成する。 以下の寸法をパラメータとして管理する。 * 全長 * 各ボディの長さ * 各部の外径 * 六角形の対向距離 * パイプ径 * パイプ突出量 * パイプ収納量 * チャック取付寸法 * バネ寸法 * ウェイト寸法 * ネジ寸法 * 各部品間のクリアランス * ローレット寸法 変更したパラメータに合わせてモデル全体が自動的に更新される構造にする。 10. ローレット アルミ六角形部分にはダイヤモンドローレットを設定する。 * ダイヤモンドパターン * 左右の斜め溝を交差させる * グリップとして指が滑りにくい深さ * 外観を損なわない細かいパターン * 可能なら実形状としてCADに反映 * ファイルが過度に重くなる場合は、製造用モデルと表示用モデルを分けることを検討する 11. 設計検証 モデル完成後、以下を確認する。 1. 全長が約150 mmになっているか 2. 0.5 mm芯が内部を通過できるか 3. チャックを取り付けられるか 4. ノック機構が動作できるか 5. バネを取り付けられるか 6. パイプが収納できるか 7. パイプを回転操作で突出・収納できるか 8. 可動部同士が干渉していないか 9. 真鍮ウェイトを取り付けられるか 10. 本体を実際に組み立てられるか 11. 部品を分解できるか 12. STEPとして書き出せるCAD構造になっているか 12. 出力 以下を作成してください。 * 完成した3D CADモデル * 組立状態 * 分解状態 * 各部品の独立モデル * 必要な寸法一覧 * 部品表 * STEP * STL * 可能なら3MF まず設計を開始する前に、寸法が不足している部分を列挙してください。 勝手に重要な寸法を決めず、必要な場合は質問してください。 特に、チャック・パイプ・ノック機構については、実際に使用する既製部品の寸法に合わせて設計できるようにしてください。

Parameters

Every value above is a live dimension. Open a model like this in the editor and each one becomes a slider you can drag before exporting.