クランプキャリパー（クランプ付き印刷可能ポケットキャリパー）

特徴:

- プリンターの精度と印刷素材の収縮率にもよりますが、0.1mm（0.004インチ）刻みで最大80mmまで、または0.0025インチ刻みで最大3インチまで測定できます。（初回印刷がスケール通りでない場合の精度調整方法は以下を参照してください。）

- 外側の爪（左下）で外側長を測定します

- 内側の爪（左上）で内側長を測定します

- 主尺とスライドの左端を使って縁に沿った深さを測定します

- スライドの深度プローブと主尺の右端を使って穴の深さを測定します

- ポケットに入る小ささなので、キーチェーンにもギリギリ実用的です。

- キーチェーンにこんな大きなものを付けても構わないという人のために、キーチェーンサイズの穴（3mm）が2つあります。（上の穴は主尺とスライドの両方を貫通しているので、両方がキーチェーンに固定され、使用する場合は取り外す必要があります。下の穴は主尺のみを貫通しているので、その穴でキーチェーンに付けたまま、ほとんどの用途でキャリパーを使用できます。この穴を使用するとスライドを失くすリスクが多少ありますが、クランプで固定しておけば最小限に抑えられます。もし失くしても、スライドはいつでも印刷し直せます。）

- 主尺の一番端まで目盛りがあり、80mm/3インチまで0.1mm/0.005インチの精度をフルに発揮できます。

- 測定位置を保持して読み取るための統合クランプを備えています。

- ポケットに入れたときに尖った先端が足に刺さるのが嫌な場合や、爪や深度プローブの先端を保護したい場合に備えて、印刷可能なカバーがあります。カバーにはスライドの背面に挿入する小さな保持ポストがあり、半固定状態で邪魔にならないように移動できますが、完全に取り外して後で付け直すこともできます。

クランプ機構:

コンプライアント機構により、測定対象から読み取り位置へ移動する間にスライドが所定の位置にクランプされ、測定値を確実に読み取ることができます。スライドを握りつぶして主尺に対してクランプします。スライドの右下隅を押すとクランプが解除されます。（デモは動画を参照してください。）クランプを初めて操作するときは最も固く感じます。最初はペンチを使って操作するとスムーズいくかもしれません。一度噛み合わせれば、その後の掛け外しはずっと楽になります。

可読性:

クランプキャリパーは単色プリンターで印刷できます。目盛りの基部（最上層のすぐ下）で印刷を一時停止してコントラストのある色に切り替え、最上層で元の色に戻すことで視認性が向上します。写真の黒目盛りの白いキャリパーのようにです。あるいは、写真のオレンジに青、または白に黒のキャリパーのように、最上層だけをコントラストのある色で印刷することもできます。CMSやその他の材料切り替えシステムをお持ちなら、コントラストのある層を印刷するのは簡単です。

精度:

印刷素材の冷却時の収縮を調整するには、スライドを印刷し、信頼できる定規やキャリパーで測定します。あるいは、スライサーでX方向のスケールを調整して誤差を補正し、再印刷することもできます。例えば、テスト印刷で0mmと80mmの目盛りの間が79.2mmだった場合、実際の印刷では少し長く印刷し直す必要があります。そのためには、スライサーのXスケールを80/79.2、つまり1.01または101%に設定します。

機能性:

スライドがきつすぎる、または緩すぎる場合は、Y方向（デフォルトの向き）にスケールアップして調整できます。あるいは、主尺をY方向にスケールダウンすることもできます。

プレッシャーボール:

スライドのクランプには、クランプ機構のグリップを調整するための別個の「プレッシャーボール」オブジェクトが含まれています。クランプ機構がきつすぎる、または緩すぎる場合は、プレッシャーボールの位置を調整できます。スライサーで「オブジェクト」を表示すると、プレッシャーボールをより簡単に見つけて選択できます。Y方向に0.1mm移動するとクランプ力が増し、負のY方向に移動すると力が減じます。一部のスライサーは、スライドをインポートする際に小さなプレッシャーボールを誤ったスケールだと判断することがあります。調整するか異なる単位を使用するか尋ねられた場合は「いいえ」と答えてください。そうしないと、スライドと一緒に巨大なボールが表示されてしまいます。

設定:

以下の設定で印刷しました:

ノズル 0.2mm

層の高さ 0.1mm

ライン幅 0.25mm

ノズル 0.4mm

層の高さ 0.2mm

ライン幅 0.4mm

ウォールジェネレーター: クラシック（通常はアラクネウォールジェネレーターを使用しますが、主尺とスライドの細かい目盛りにはうまく機能しません。）

フィラメントの収縮を調整するには、フィラメント設定で考慮するのが最適です。

PLA収縮率（XY）: 99.8%

PETG収縮率（XY）: 99.7%

最初の印刷後に確認してください。材料、メーカー、さらにはロットが異なれば収縮率も異なる場合があります。

キャリパーの読み方:

ミリメートルの読み方は簡単です。最初の写真を参照してください。白いキャリパーに黒い目盛り、赤、緑、黄の矢印とラベルが付いているものです。黄の矢印はクランプが固定された位置を示しています。ミリメートルで測定値を読んでみましょう。下のスケールはミリメートルです。スライドの最初の目盛りは12mmの目盛りの少し先にあるので、12mmより大きく13mmより小さいことがわかります。とりあえず12._mmと記録しておきます。小数点以下を見つけるために、スライドのどの線が主尺の最も近い目盛りに最もよく一致するかを確認します。最初の線は0/10の目盛りで一致しません。2番目の線は1/10で近いですが、ぴったりではありません。次の線は2/10の線で、かなりよく一致します。その次の3/10の線は、1/10の線と同じくらいずれていますが、目盛りの反対側です。つまり、2/10の線が最も一致しているため、主尺の元の12mmの読み取り値に0.2mmを加え、総測定値12.2mmとなります。

主尺の上面に刻まれたインチの場合、少し複雑です。主尺には1/10インチごとに目盛りがあり、その間に1/20インチごとの小さな目盛りがあります。したがって、主尺上で直接0.05インチまで測定できます。スライドにもインチ側にはミリメートル側よりも多くの目盛りがあります。最大の目盛りは0.01インチずつの5分割を示しています。そして、そのそれぞれが0.0025の4分割されており、0.005を示す中央の目盛りは、0.0025インチと0.0075インチの目盛りよりも少し長くなっています。

では、同じ12.2mmの測定値をインチで求めてみましょう。スライドの上面の最初の目盛りは0.5インチの目盛りの少し手前にあり、0.45インチの目盛りを過ぎていることがわかります。つまり、少なくとも0.45インチプラスアルファです。スライドのスケールを使って、その「プラスアルファ」が正確にいくらなのかを調べます。スライドのどの目盛りが主尺の最も近い目盛りに最もよく一致するかを探すために、かなり右を見る必要があります。0.01の目盛り、0.02の目盛り、さらには0.03の目盛りを過ぎます。0.0325の目盛りを見ると近いですが、0.035の目盛りの方が近いです。0.0375の目盛りはさらに離れており、反対側にあるので、最もよく一致する目盛りは0.035インチの目盛りということになります。その0.035インチを、主尺で直接測定した元の0.45インチに加えると、0.45 + 0.035 = 0.485（インチ）になります。

理論的には同じ測定値ですが、他のスケールで得た12.2mmではなくインチ表記です。FDM印刷の誤差や材料の収縮が考慮された場合、両面がどの程度一致しているか見てみましょう。定義により、1インチは正確に25.4mmです。

0.485in x 25.4mm/in = 12.319mm

逆に、

12.2mm x 1in/25.4mm = 0.48031インチ。

したがって、測定値はスライダーのスケールの両側にある最小目盛りの1つ分以上ずれています。実際の測定値はおそらく12.2mmと0.485インチの間にあり、つまり +/- 0.1mmまたは0.0025インチの範囲で測定できていると思われます。自分で印刷できるキャリパーとしては悪くありません。

Fusion360内から直接スクリーンキャプチャした、ハイライト表示された別のキャリパーのレンダリングで同じ演習をしてみましょう。ミリメートルの場合、41mmを過ぎており、42mmにはほぼ届きません。スライダーのバーニアスケールを見ると、0.8mmが最もよく一致する目盛りで、合計41.8mmとなります。同じ測定値をインチで見ると、1.6インチを過ぎていますが、1.65インチにはまだ届きません。スライドのインチバーニアスケールから見ると、最後から2番目の目盛りが一致しており、0.0475インチです。したがって、合計は1.6in + 0.0475in = 1.6475インチになります。1インチ = 25.4mmで計算すると...

41.8mm x 1in/25.4mm = 1.6457インチ、

または、

1.6475in x 25.4mm/in = 41.847mm。

かなり近いです。バーニアスケールの0.045インチの目盛りを選ぶべきだったかもしれません。それもかなり近そうです。あるいは、ミリメートルのバーニアスケールの0.9mmの目盛りを選ぶべきだったかもしれません。それも近そうです。その場合の計算は次のようになります:

1.645in x 25.4mm/in = 42.73mm.

または、

41.9mm x 1in/25.4mm = 1.6496。

したがって、0.1mm = 0.004インチですが、0.0025インチごとに目盛りがあるため、ほとんどの場合、両方のスケールで全く同じ測定値を得ることはできません。しかし、+/- 0.1mmまたは0.0025インチという精度は理論上維持されており、材料の収縮を完全に考慮しても、印刷の誤差を考慮すれば0.02mm、または0.005インチ程度かもしれません。

なぜキャリパーを印刷するのか？

キャリパーはたくさんあります。しかし、そのほとんどに問題があり、これが作成されるきっかけとなりました。1つ目は、アメリカ人である私はインチとミリメートルの両方を必要とすることです。インチには慣れ親しんでいますが、特に3Dプリントのスケールではミリメートルの方が便利です。インチに慣れ親しんでいますが、ほとんどのインチキャリパーには1/128インチまでの分数があります。1/128インチには馴染みがありません。1/16インチには馴染みがありますが、それより小さい分数は馴染みがありません。それに、そのようなキャリパーのバーニアスケールで128分の何インチを測定しているか計算しようとしたことがありますか？難しすぎます。それに、エンジニアとして私は1インチの千分率、つまり10千分率（かなり緩い公差）や5千分率（かなりきつい公差）の方がずっと馴染みがあります。1/128インチは約0.008インチ、つまり8千分率です。これは一般的な尺度ではありません。5千分率や10千分率の方がずっと便利です。このキャリパーはその問題を解決します。

2つ目の問題は、私にとって実はより大きな問題です。私はたくさんのキャリパーを持っています。数本の大型の金属製のもの、そして様々なサイズと品質のプラスチック製のもの多数です。金属製のものには測定値を固定する止めねじがあります。安価な（しかし便利な）プラスチック製のものにはありません。硬くスライドするキャリパーは、対象物を正確に測定するために爪を正しい位置にスライドさせるのを困難にします。緩くスライドするキャリパーは爪を正しい位置に合わせやすいですが、測定値を読み取る位置に移動する前に位置がずれてしまったのではないかと感じることがよくあります。位置がずれたかどうかを確認するために再測定することがよくあります。測定位置から読み取り位置に移動する際にスライドしないように、主尺とスライドをまたぐようにグリップを調整することがあります。しかし、爪を簡単に正しい位置にスライドさせ、そこにクランプで固定し、測定位置を維持したまま読み取り位置に移動できたらどうでしょうか？それがこのキャリパーのコンプライアント機構クランプの役割です。親指を正しい位置に置いて対象物の周りに爪をスライドさせ、親指を軽く握るだけで、スライドが主尺にクランプされ、測定値を読んでいる間固定されます。

プラスチック製キャリパーの精度にも当たり外れが多いことに気づきました。高品質の金属製のものだけを使うべきですが、私は定期的に様々な場所で測定します。CADでモデリングしているときにコンピュータで測定し、それと連動するパーツを測定します。2階のクラフトルームにある3Dプリンターで測定します。特定の3Dパーツをモデリングしようと考えているとき、ガレージや車の中、家じゅうの様々なものを測定します。そのため、TemuやAliExpressで買った安価なプラスチック製キャリパーを周りに置いていますが、それらは一貫性がなく正確でもありません。これを使えば、望むだけ正確に、望むだけ一貫性を持たせることができます。

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