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2015年5月26日 (火)

ヒートペン改造

ヒートペンそのものについての記事を書くのは初めてかもしれない。

ヒートペンは昔からあるホットナイフなどと同じく、熱でプラスチックを溶かしながら加工する工具である。ヒートペンがこれまでのホットナイフ等と異なるのは、これがプラモデルに特化した製品であるということで、次のような点が特徴である。

  1. プラスチックを溶かすことに特化した温度設定(280℃以下)
  2. 細工向けにペンのような持ち方ができるようヒータと持ち手の構造を工夫
  3. 様々なアタッチメントを別途揃えることができる

3.のアタッチメントは溶接跡、リベット(普通の丸頭、枕頭鋲、旧日本軍戦車の被弾経始リベットなど本当に色々)、ボルト、小スケール(1/144, 1/100)フィギュアの切り出しや、はてはギヤの切り出しまで本当に様々。

私は、最初リベットなどのディテールの追加に使用していたが、(例の)ガールズ&パンツァー関連の戦車を作った時に「やっぱガールズ&パンツァーなんだから戦車だけじゃあなぁ」と1/35フィギュアを自作しようと思い立ったときにヒートペンを使ってランナーから骨組みを作ったあたりから造形のツールとして認識するようになった。造形ツールとしての長所は、何と言っても材料費がタダ同然(プラモのランナー)で手に入るという点と、それがスチロール樹脂という扱い慣れた加工性の良い材料であるということ、そしてパテなどと比較すると乾燥待ちの時間が要らないという点だろう。

ヒートペンは半田ごて同様先っぽのアタッチメントを交換することで多様な工作を可能としているが、アタッチメントはφ4の棒材から自作もできるので、私はφ4からφ2あるいはφ1へのアダプタを自作し、φ2やφ1の棒材を削って細工用の自作アタッチメントを製作して使用している(下の写真はφ4→φ1へのアダプタとφ1棒から削った自作アタッチメント)。

Heatpen03

ところが、ヒートペンは熱を使って加工する関係上極端に細い部品の整形には向かない。熱によって被加工物が変形してしまうからだが、それ以外にも理由があるような気が最近してきた。ペン先温度が安定せずアタッチメントによっては徐々に上がってしまうようなのだ。これは、ヒートペンの温調部分の仕組み上仕方ない部分でもある。

そこで、ペン先温度をセンサで計測し設定温度に対するフィードバックを行う温度調整部を自作しようという気になった。センサの問題さえ解決すればそれほど難しい問題ではないはず。

ということで作ってみたのがこれ

Heatpen01

ケースは100円ショップ、部品はほとんど手持ちのものでマイコンはAVRを使ってArduinoとして使えるようにすることでソフトウェアは楽をしようという仕様。電源アダプタは秋月のものを分解して中身を使用、センサも電力制御用のSSR(ソリッドステートリレー)も秋月で調達したもの。表示は液晶で上段が設定温度、下段がセンサから読み取った現在温度という仕様で、垢抜けない表示系だけどまぁ必要な情報は表示できてるかな。

Heatpen02

使ってみるとなかなかで、コンセントを入れてから使えるようになるまで(温度表示が150℃前後からランナーを切るくらいはできるようになる)1分待たずに済む、これもフィードバック制御の効果で設定温度になるまでは全力運転するので今までのように10分とか待つ必要なし。温度制御のアルゴリズムももう少し詰める余地がありそうだが、今の所設定温度±10℃くらいでおさまっているので使用上の不快感はない。大きいプラ材に触れてペン先温度が下がった時は頑張ってくれるので使い勝手はいいし、使ってる最中に突然糸を引くような(溶けたプラ材がペン先に付着する現象でペン先温度が高すぎるときに起こる)こともなく、以前よりも細かい作業での失敗が随分と減り、自分が上手くなったと錯覚するくらいだ。

というわけで、最近模型を作っていなかったのはこれが理由。ツールの改造って結構面白い。

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