スライドパズルをデザインする

　皆さんは、スライドパズルをご存じでしょうか。

　パズルのピースをスライドして、番号を揃えるパズルです。よく販売されているパズルは、ピースが外れるためなくなることもあり、なくなるとパズルができなくなります。

　そこで、３ＤＣＡＤで設計して、３Ｄプリンタで作成しようとするテーマです。

３Ｄプリンタの４５度のルール

　いろいろなデザインを設計する中で、４５度のルールというものをつかみました。３Ｄプリンタは、下から造形するため、右図のようにフィラメントを積み上げる下に何かパーツがないと積み上がりません。サポートを付けるのも一つですが、造形に時間がかかるため、できればサポート無しで作りたいものです。

　何度か試していると、角度が４５度であれば、サポート無しで造形できることが分かりました（あとで調べると「3Dプリントにおける45度の法則とサポート」というサイトを見つけました）。

　このルールを使い、スライドピースが外れないスライドパズルを設計しました。

パズルピースのＣＡＤ設計

　まず、パズルピースの設計です。造形角度が45度として設計します。（角度を90度に近づけすぎるとピースが外れてしまいます。）

　横Ｖ字（＜形）形にすることで、中のピースを両サイドのピースで支えるようになり、ピースが外れなくなります。

　ピースを並べると、スライドパズル部分が出来上がります。この時に、ピース間をどの程度にするかが、３Ｄプリンタで調整が必要です。

　私は、Bambu社のA1miniを使っています。ピース間を0.2mmで設計しています。例えば、小さいと横のピースとくっ付いてしまいます。大きいとピースが外れます。

パズルのケース（外形）のＣＡＤ設計

　パズルピースが出来上がったら、ピースを囲むように外形を作成します。

　右図では、3×3サイズのパズルです。

　１つのピースを1cm角とすると、外形が約4cmとなります。

　ただ遊ぶだけでなく、ストラップを付けてキーホルダーになるようにしています。

　このため、市販されているスライドパズルでは、右下（一番大きい数字の部分）が空きとなっています。しかし、右下であると揃っているときに重力でピースがずれてしまいますので、左上を空きとしています。

パズルのデザイン

　現在までの設計では図などが無いために、パズルにはなりません。そこでパズルの上に画像を載せてパズル化します。

　時期なのでハロウィンをデザインしました。画像はJPEGやPNGです。

　Fusionに取り込むために、SVG形式などに変換して、取り込みます。

　取り込んだら位置を合わせて、「押し出し」をします。

（0.5mm程度押し出しをしました。）

　ここまま造形すると、画像で載せた層がつながっているため、パズルピースも表面でつながってしまいます。

　これを右図のように、ピース間の溝に合わせて、切り取りをします。

　出来上がった３Ｄデータが次の画像です。

３Ｄデータが出来上がったので、さっそく造形してみます。

　

　

　ハロウィンに合わせて、オレンジ色と黒色で造形しました。

　ストラップを付けて完成です。

　はじめに、ピースに力を加えると動くようになります。

　ゲーム途中は、図のようになります。