3Dプリンターモデリング完全ガイド — Fusion 360からスライサー、出力まで

1. Sketch（2D図面）
   ├── Rectangle、Circle、Line
   ├── Dimension（寸法拘束）
   └── Constraint（水平、垂直、対称）

2. 3D変換
   ├── Extrude（押し出し）：2Dに3D高さを付与
   ├── Revolve（回転）：2Dを軸中心に回転
   ├── Loft（ロフト）：2つのプロファイル間を接続
   └── Sweep（スイープ）：パスに沿ってプロファイルを移動

3. 修正
   ├── Fillet（フィレット）：角を丸める
   ├── Chamfer（面取り）：角を削る
   ├── Shell（シェル）：中を空にする
   ├── Mirror（ミラー）：反対側に複製
   └── Pattern（パターン）：円形/直線の繰り返し

4. エクスポート
   └── STLまたは3MF（スライサー用）

Fusion 360の手順：
1. 新規スケッチ（XY平面）
2. Rectangle：70mm × 55mm（Arduino Unoサイズ＋余裕）
3. Extrude：25mm高さ
4. Shell：壁厚2mm（上面開放）
5. スケッチ（内壁）：USBポート穴（12mm × 11mm）
6. Extrude Cut：USB穴を貫通
7. スケッチ（底面）：マウント穴4つ（M3、φ3.2mm）
8. Extrude Cut：穴を貫通
9. Fillet：外部エッジ3mm
10. フタ：新規Body → スケッチ72mm × 57mm → Extrude 2mm
    → 内部突起1.5mm（はめ込み式）
11. Export → STL（High Resolution）

設計ルール（FDM基準）：
├── 最小壁厚：1.2mm（ノズル0.4mm × 3ライン）
├── 最小穴径：2mm
├── はめ込み公差：+0.2〜0.3mm（きつめ：+0.1mm）
├── ネジ穴：-0.2mm（M3 = φ2.8mmでモデリング）
├── オーバーハング：45°以下（サポート不要）
├── ブリッジ：最大50mm（サポート不要）
├── 最小ディテール：0.4mm（ノズル径）
├── テキスト突出：最小0.6mm
├── スナップフィット：フック1mm＋ギャップ0.3mm
└── 45°ルール：45°以上の傾き → サポートが必要

// 開発者に最適！コードで3Dモデルを生成

// Arduinoケース（パラメトリック）
board_w = 68.6;  // Arduino Unoサイズ
board_h = 53.3;
board_d = 15;    // 部品高さ

wall = 2;        // 壁厚
clearance = 0.5; // はめ込み公差

// 本体
difference() {
    // 外部ボックス
    rounded_box(
        board_w + wall*2 + clearance*2,
        board_h + wall*2 + clearance*2,
        board_d + wall,
        r = 3
    );
    // 内部空間
    translate([wall, wall, wall])
        cube([board_w + clearance*2, board_h + clearance*2, board_d + 1]);
    // USBポート穴
    translate([-1, wall + 10, wall + 3])
        cube([wall + 2, 12, 11]);
    // 電源ジャック穴
    translate([-1, wall + 30, wall + 2])
        cube([wall + 2, 10, 12]);
}

// M3マウント穴
mount_positions = [[14, 2.5], [15.3, 50.7], [66.1, 7.6], [66.1, 35.6]];
for (pos = mount_positions) {
    translate([pos[0] + wall + clearance, pos[1] + wall + clearance, 0])
        cylinder(d = 3.2, h = wall, $fn = 20);
}

// モジュール：丸角ボックス
module rounded_box(w, h, d, r) {
    hull() {
        for (x = [r, w-r], y = [r, h-r])
            translate([x, y, 0]) cylinder(r = r, h = d, $fn = 30);
    }
}

// CLIでSTL生成：
// openscad -o case.stl case.scad

OpenSCADコア文法：
├── cube([x,y,z])         — 直方体
├── cylinder(d, h)        — 円柱
├── sphere(r)             — 球
├── translate([x,y,z])    — 移動
├── rotate([x,y,z])       — 回転
├── scale([x,y,z])        — スケール
├── difference()          — A - B（引き算）
├── union()               — A + B（合体）
├── intersection()        — A ∩ B（交差）
├── hull()                — 凸包
├── linear_extrude(h)     — 2D → 3D押し出し
└── rotate_extrude()      — 2D → 3D回転

Cura / PrusaSlicer 共通設定：

レイヤー高さ：
├── 0.12mm：高品質（遅い、フィギュア用）
├── 0.20mm：標準（一般部品）
├── 0.28mm：超高速（試作品、テスト）
└── ルール：ノズル径の25〜75%（0.4mmノズル → 0.1〜0.3mm）

壁/上下厚：
├── 壁ライン数：3〜4（1.2〜1.6mm）
├── 上/下レイヤー：4〜5（0.8〜1.0mm）
└── 強度が必要なら壁を増やす

インフィル（充填）：
├── 10〜15%：装飾用（弱い）
├── 20〜30%：一般部品（標準）
├── 40〜60%：機械部品（強い）
├── 100%：ソリッド（最強、遅い）
└── パターン：Grid（標準）、Gyroid（強度/柔軟性）、Lightning（高速）

サポート：
├── オーバーハング角度：45°（デフォルト）
├── サポート密度：10〜15%（デフォルト）
├── サポートZ距離：0.2mm（除去しやすい）
└── ツリーサポート：複雑なモデルにおすすめ

速度：
├── 外壁：30〜50mm/s（品質）
├── 内壁：60〜80mm/s
├── インフィル：80〜150mm/s（速度）
├── 移動：150〜250mm/s
└── Bambu Lab：300mm/s以上（加速度20000mm/s²）

温度：
├── PLA：ノズル200°C、ベッド60°C
├── PETG：ノズル235°C、ベッド80°C
├── ABS：ノズル245°C、ベッド100°C（エンクロージャー必須！）
└── 最初のレイヤー：+5°C、速度50%（定着力）

; 3Dプリンターの命令 = G-code
G28           ; ホームポジション（原点）
G29           ; オートレベリング
M104 S200     ; ノズル温度200°C設定
M140 S60      ; ベッド温度60°C設定
M109 S200     ; ノズル温度到達まで待機
M190 S60      ; ベッド温度到達まで待機

G1 X50 Y50 F3000  ; X50 Y50に移動（3000mm/min）
G1 Z0.2 F300      ; Z 0.2mm（最初のレイヤー高さ）
G1 X100 E10 F1500 ; X100に移動しながら10mm押し出し
G1 Y100 E20       ; Y100に移動しながら追加押し出し

M106 S128     ; ファン50%（0〜255）
M84           ; モーター無効化
M104 S0       ; ノズルヒーターオフ

問題 → 原因 → 解決：

最初のレイヤーが定着しない：
  → ベッドレベリング / ノズルが高すぎる
  → Zオフセットを下げる、ベッド温度を上げる、接着剤を使用

糸引き（Stringing）：
  → リトラクション不足
  → リトラクション距離6mm以上、速度40mm/s以上、温度を下げる

レイヤー剥離（分離）：
  → レイヤー接着不良
  → 温度を上げる、ファン速度を下げる、エンクロージャーを使用

エレファントフット：
  → 最初のレイヤーの押し付けすぎ
  → Zオフセットを上げる、最初のレイヤーフロー90%

詰まり（Clogging）：
  → ヒートクリープ / 不純物
  → コールドプル、ノズル交換、PTFEチューブ点検