家電の交換部品は3Dプリントで作れる？
折れた引き出しのレール、割れたヒンジカバー、冷蔵庫の棚のなくなったクリップ。メーカーはもう販売していないか、はるかに大きなアセンブリの一部としてしか売っていません。3Dプリントの複製が、いちばん早い解決策になることはよくあります。ただ、間違った解決策になることもあります。
このページは、依頼を投稿する前に、その2つを見分けるための内容です。
メーカーも行っている
これは特殊な考え方ではありません。2018年、Whirlpoolは、部品をデジタル化してオンデマンドで交換部品を印刷するため、Spare Parts 3Dとの提携を発表し、その理由として、部品の陳腐化と補修部品の需要の予測しにくさを挙げました（3D Printing Industry）。
違いは、純正部品は家電の要件に照らして試験されているのに対し、あなたが依頼する部品は、あなたと制作者が用途に適していることを確かめない限り、試験されていないという点です。
英国政府の報告書が警告していること
英国のビジネス省向けの2020年の報告書（BEIS Research Paper 2020/039、DLA PiperとExponent作成）は、まさにこの問題を調べています（PDF）。報告書は、無許可で印刷された部品による危険として、火災や極端な高温、感電、そして家電が止まらない、または予期せず動き出すといった機械的な故障を挙げています。また、印刷された部品は多孔質になることがあり、成形品に比べて特定の方向に弱いことがあるとも指摘しています。
さらに、元のメーカーが、見たこともない部品を保証することは期待できないとも述べています。印刷した部品を取り付けると、保証に影響が出る可能性があります。取り付ける前に確認してください。
安全、境界線上、避けるべきもの
| 部品の種類 | 例 | 判断 |
|---|---|---|
| 外観用、低荷重、常温 | つまみのキャップ、化粧カバー、棚のクリップ、引き出しのストッパー、電池カバー | 適した候補 |
| 可動または荷重がかかる、熱なし | 引き出しのローラー、ヒンジのスペーサー、食品に触れないミキサーのアタッチメント | 適切な素材と試し付けがあれば可能 |
| 温かい、濡れる、または食品に触れる | 食器洗い機のラックの部品、冷蔵庫のドアポケット、食品に触れるすべてのもの | 境界線上。下記参照 |
| 安全に関わる | ドアのインターロック、商用電源の電圧がかかるすべてのもの、発熱体の取り付け部、ガスや圧力の部品、刃やモーターを覆うガード | 印刷しないでください。純正部品を買うか、技術者に連絡してください |
その部品の役目がけがを防ぐことなら、3Dプリントで作る仕事ではありません。
熱：素材の限界を知る
印刷されるプラスチックは、オーブンやコンロの温度よりはるかに低い温度で軟らかくなります。素材メーカー自身の案内は次のとおりです。
| 素材 | メーカーのガイドの内容 |
|---|---|
| PLA | 「60 °Cを超える温度では軟らかくなり変形する」（Prusa） |
| PETG | 「80 °C未満の温度」での使用に適している（Prusa） |
| ASA | 「耐熱性（93 °Cまで）」、耐UV性あり（Prusa） |
| ナイロン（PA） | 「高い耐熱性、耐薬品性、機械的強度を必要とする技術部品」向けとされている（Prusa） |
これらの数値は、各社が自社のフィラメントについて示したガイドの値であり、すべてのスプールを保証するものではありません。上限として扱い、余裕を持たせてください。Formlabsは、多くのプラスチックが「60〜70 °C前後で軟らかくなり歪む」と述べており（Formlabs）、標準的なPLAでは、高温の食器洗い機のサイクルの多くに耐えられないことになります。
食品接触：注意する
Prusaは、原料としてのPLAとPETGは食品に安全とみなされているものの、食品に直接触れるものを印刷することは勧めないと述べています。積層の溝に細菌が潜むことがあるためです（Prusa PLA、PETG）。Formlabsはさらに、食品に安全な品物にはFDA 21 CFRまたはEU規則10/2011を満たす素材が必要であり、食品グレードのコーティングは、コーティングが摩耗するため、長期の使用での食品安全を保証しないと付け加えています（Formlabs）。
部品が食品に触れる場合は、どの認証済みの素材と工程を使うのか、制作者に尋ねてください。答えられないなら、その部品を食品に使わないでください。
荷重：部品の役目を制作者に伝える
印刷された部品は、通常、層と層の間がいちばん弱くなります。良い制作者は、荷重が層に沿って働くように部品の向きを決め、重要な箇所に壁とインフィルを足します。ただし、それができるのは、部品が何を支え、どちらの方向に引っ張られ、たわむかどうかを、あなたが伝えた場合に限られます。
依頼内容に書くこと
- 家電のメーカーと型番、およびその中での部品の位置。
- 壊れた部品を、定規の横に置いて、いくつかの方向から撮った写真。
- 主な寸法、または郵送できるなら壊れた部品そのもの。
- 温度、水、洗剤、食品への接触。
- どんな荷重がかかるか、どのように壊れたか。
- 必要な数。予備を注文しても、追加の費用はわずかです。
交換用つまみのSTLは見つけたけれどプリンターがない場合は？印刷を依頼する
「交換用つまみ」を検索すると、何千もの無料ファイルが見つかります。オーブンのつまみ、コンロのつまみ、扇風機のつまみ、シンセのつまみ、特定の家電ブランド向けのつまみのパック。検索結果が教えてくれないのは、プリンターを持っていない場合に、次に何をすればよいかです。
このページが埋めるのはそのすき間で、「ファイルを見つけた」から「家電に付いた」までを扱います。
ステップ1：合うつまみか確認する
誰かが何かを印刷する前に、紙の上ではまり具合を確認します。
- 軸の形。 ほとんどの家電の軸はD字形（丸の片側に平らな面がある形）です。スプライン形や、止めねじ付きの丸い軸もあります。むき出しの軸を、真正面から撮影してください。
- 軸の直径と平らな面の深さ。 ノギスがあれば測ってください。モデルの説明やファイルそのものの寸法と比べます。
- 奥行き。 軸がどれだけ突き出ているか、パネルとつまみの面の間にどれだけ余裕があるか。
- ブランドとモデル。 多くのファイルは、1つの家電モデル向けに作られています。「ほとんどに合う」ファイルでも、サイズ変更が必要かもしれません。
ファイルが少し合わないなら、制作者が調整できることがよくあります。軸のサイズをパラメーターにした、カスタマイズ可能な版を公開しているデザイナーもいます。
ステップ2：ライセンスを確認する
誰もが飛ばす工程です。無料でダウンロードできることは、商業的に印刷してもらえることを意味しません。
どのモデルのページにも、ライセンスが記載されています。最もよく目にするものは次のとおりです。
| ライセンス | 制作者が有料であなたのために印刷できるか |
|---|---|
| CC0／パブリックドメイン | はい（Cults） |
| CC BY | はい、デザイナーのクレジットを付ければ |
| CC BY-SA / CC BY-ND | はい、その条件（継承／改変禁止）のもとで |
| CC BY-NC（およびNC-SA、NC-ND） | 商用利用は不可：Creative Commonsは、商用利用を「主として商業的利益または金銭的報酬を目的とする」ものと定義している（CC） |
| プラットフォームの「私的利用」や「標準デジタルファイル」のライセンス | 個人利用のみ。MyMiniFactoryの有料ファイルのライセンスは、ファイルを「お金を請求するいかなる形でも使用してはならない」としている（MyMiniFactory） |
MyMiniFactoryは、無料のオブジェクトにも、デザイナーが選んだライセンスが付くので、モデルのページごとに確認するようにとも指摘しています。
必要なつまみが非商用なら、正直な選択肢は3つあります。
- デザイナーに尋ねる。 1回限りの修理なら許可してくれる人や、商用ライセンスを販売する人も多くいます。
- 商用印刷を認めるライセンスの、別のファイルを探す。
- あなたの寸法を使って、制作者に1からモデリングしてもらう。 単純なつまみは、短いモデリングの仕事です。
制作者がライセンスも確認できるよう、STLだけでなく、モデルのページへのリンクを渡してください。
ステップ3：熱に合わせて素材を選ぶ
オーブンやコンロのつまみは、熱の近くにあります。素材の限界が重要です。
| 素材 | メーカーの案内 | つまみでの用途 |
|---|---|---|
| PLA | 「60 °Cを超える温度では軟らかくなり変形する」（Prusa） | ランプ、扇風機、シンセ、家具。コンロやオーブンの近くは不可 |
| PETG | 「80 °C未満の温度」での使用向け（Prusa） | やや温かい場所、洗濯機、直接の熱から離れた台所の家電 |
| ASA | 「耐熱性（93 °Cまで）」（Prusa） | つまみがそれ以上熱くならないなら、調理器のパネルにはより良い選択 |
これらは、そのブランドのフィラメントのガイドの値です。つまみが熱くて持てなくなるなら、印刷したプラスチックのつまみは、間違った解決策です。純正部品を買ってください。
つまみは操作部品であり、安全装置ではありませんが、ゆるく回るものは取り付けないでください。ガスコンロでは、すべるつまみは危険です。軸をしっかりつかめないなら、使わないでください。
ステップ4：短い依頼内容を書く
- モデルのページへのリンク（ライセンスが見えるように）。
- 軸の写真と寸法。
- 素材、または「オーブンの近くです、提案してください」。
- 色と、指標の線を埋めるか、2色目で印刷するか。
- 数量。1つのつまみが壊れたなら、ほかのつまみも同じ年数が経っています。一度にフルセットを注文すれば、後で2回目の依頼をせずに済みます。
FAQ
3Dプリントした部品を食器洗い機に入れられますか？ 標準的なPLAは適しません。Prusaは、60 °Cを超えると変形すると述べています。PETGとASAは、メーカーのガイドでより高い限界が示されています。どの素材を使い、何度まで対応するのか、制作者に尋ねてください。
印刷した部品は保証を無効にしますか？ 無効になる可能性があります。英国のBEIS報告書は、メーカーが自社で供給していない部品を保証できないと指摘しています。取り付ける前に保証の条件を確認してください。
オーブンやコンロの部品を印刷してもらえますか？ 熱源や配線の近くにあるものは不可です。化粧カバーのように、熱から離れた外観用の部品なら問題ないかもしれません。迷ったら、純正部品を買ってください。
壊れた破片しかない場合は？ それで十分なことが多いです。定規と一緒に撮影し、主な寸法を測ってください。制作者はそこから部品をモデリングできます。
無料のSTLを誰かに印刷してもらうのは合法ですか？ ライセンスによります。CC0とCC BYは商用印刷を認めています。非商用や「私的利用」のライセンスは認めていません。わからなければ、デザイナーに尋ねてください。
オーブンのつまみにいちばん良い素材は？ ASAは、Prusaのガイドにある一般的なフィラメントの中で最も高い温度の数値（93 °Cまで）を持っています。PLAは熱の近くには適しません。つまみがASAの限界より熱くなるなら、純正部品を買ってください。
ファイルは近いけれど正確ではありません。調整できますか？ たいていできます。軸の寸法を制作者に送れば、穴を拡大縮小できます。それは、ライセンスが改変を認めている場合に限ります。
制作者は、ファイルなしで古いつまみをコピーできますか？ はい。写真、寸法、またはつまみそのものを送れば、新しいものをモデリングできます。コピーにはブランドのロゴを付けないでください。
写真と寸法がそろったら、部品を無料で投稿して、制作者の入札を比べましょう。