引き続いてGeorge Kanary氏のレイアウトの紹介です。今回は、外周部の内側に設けられた、シカゴの市電の様子です。

市電は架線集電で走行するようになっており、Kanary氏のこのセクションに対する熱い思いが伝わってくるようでした。このジャンルは私は詳しくないので、的確なコメントができないので、詳しくはdda40xさんのBlogをご参照いただければと思います。

これは市電の車庫です。これだけ並ぶと壮観ですね。

市電の走る街並みを写してみました。

もう一枚。ストラクチャーの建物と、摩天楼の背景の連続性が自然だと思います。


これは、郊外にある駅を撮ったものです。


こちらには、Lと称されるシカゴの高架鉄道も表現されています。


上のLを別の角度から撮ったものです。ここでも、摩天楼の背景との連続性/一体感が自然だと思います。

なにかとばたばたしているうちに、もはや半年以上前の話になってしまいましたが、3月にシカゴで開催されたChicago O Scale Meetに参加した話を書いてみたいと思います。

こちらの話もすでにdda40xさんのBlogに記されているので、まずは以下をご覧になってください。
Chicago O Scale Meet
続　Chicago O Scale Meet
続々　Chicago O Scale Meet

このChicago O Scale Meetへは初参加でしたが、毎年西海岸で開催されるO-Scale Westと同じく、Swap Meet、Clinic、Layout Tourを軸とした開催形態をとっています。会場の規模も同程度でしょうか。ただ、O-Scale WestではS-Scaleも合流していますので、その分を差し引く必要がありますが。

参加する顔ぶれも半分くらいは共通しているようで、Swap Meetでは、O-Scale West 2009でお会いしたLou Crossさん、Mashburnご夫妻などにもご挨拶することができました。

Kohsもブースを出しており、例によってOwnerに「Niagaraのプロジェクトはどうなったの」と聞きました。ショウの度に顔を出しては同じ質問をしているので、さすがに顔を覚えられていて、また来たかというような表情をされましたが、「ポペットバルブを備えた5500号機(S-2)の資料が不足していて慎重に進めている」と、丁寧に教えてくれえ、「ぜひ買ってくれよな」と言われました。

私は一足先に帰ることにして、3日間のうち2日しか参加できなかったので、あわただしく見て回っていたのですが、その中でとった写真を何枚か紹介したいと思います。
これはdda40xさんが、Lo-D車輪についてClinicで講演されている様子です。ちょうどRP25とLo-D車輪とのプロファイルの比較をされているところです。

この講演は、走行性能に興味のある人には特にインパクトがあったようで、講演終了後に何人もの人が熱心に質問をされていました。私も講演のお手伝いをさせていただいたので、dda40xさんの手の回らないところで、質問に答えていました。Lo-D車輪の設計思想は理解しているつもりですので、問題なく説明できたと思ってはいるのですが、さて、どうだったでしょうか。


これはSwap Meetで見つけたDan Pantera氏による客車です。室内もしっかり作りこまれているのを見て、その完成度の高さに驚きました。何よりも塗装の美しさが際立っています。


もう一枚Dan Pantera氏の客車の写真です。


Swap Meetに併設されていたコンテストの出品作品です。上は、ノーフォーク・アンド・ウェスタン鉄道のY-6bの全自作（？）モデルです。アメリカにもこんな工作をする人がいるのですね。

下はNYC Niagaraですが、古いUS Hobbiesのものをアップグレードしたものだと思われます。

機関車部分をアップしてみました。
さて、今回私が楽しみにしていたのはLayout Tourです。O-Scale West 2009では30件近くのレイアウトがリストアップされていたので、シカゴではどんなにすばらしいレイアウトに会えるのかと大いに期待していたのですが、渡されたパンフレットには、8件しか載っておらず、その時点では少々がっかりしました。

ただ冷静に考えると、シカゴは鉄道の要所だった街ですから、Model Railroadingを楽しんでいる人が多数いると考えても不思議ではなく、今回ツアーの対象となったものは、シカゴ近辺のレイアウトのごく一部のものにしか過ぎない、と思い直しました。実際、訪問したレイアウトは見応えのあるものが多く、カリフォルニアとはまた異なる、シカゴという街でのこの趣味の奥深さを垣間見るようでした。

ガイド付きツアーが始まり、最初の建物に入る前に、一台の機関車が目に入ってきました。シカゴ・バーリントン・アンド・クインシー鉄道(CB&Q)の、ハドソン(4-6-4)である、クラスS-4、3007号機です。これは、1930年に、ボールドウィンで12両が製造された中の一両です。 CB&Qといえば、O-5という有名な4-8-4があり、模型や写真で見る限り、S-4は迫力に欠けるかなぁと思っていたのですが、こうやって実物を見ると、圧倒的な存在感がありました。以下、何枚か紹介したいと思います。
まずは前面を一枚。マースライトの形状や位置など、O-5に準じており、CB&Qの機関車だということが簡単に認識できます。

機関士側(Engineer’s side)の全景です。

同じ角度で、機関車だけ撮ってみました。

動輪まわりを撮ってみました。機関車の高さと動輪の大きさの対比から、小さめの動輪と錯覚しそうですが、直径は78インチ(1981.2ミリ)です。機関車の高さが半端ではない、ということでしょう。

反対側から動輪まわりを撮ってみました。

火室のまわりです。

後ろから全景を撮ってみました。CB&Qのテンダーのロゴとレタリングはよく目立ちますね。

7回に分けてO-Scale West 2009でのBill Brisko氏の3次元プリンタを使ったロストワックス技法を紹介してきました。以下に目次を用意しておきます。

(1) コンピュータと製図の発展
(2) 3次元CADによるソリッドモデリングの実例
(3) モデリング技術の発展
(4) ラピッドプロトタイピングの各種技法（SLA、SLS、FDM、3次元プリンタ)の紹介
(5) SolidScape T-66の概要
(6) T-66で印刷したワックス型とその鋳造のサンプル
(7) デザインルールなど

Bill Brisko氏の3次元プリンタによるロストワックス技法の最終回です。

まだやることはいっぱい
これはキャスティングが終わった状態の輪芯です。「まだやることはいっぱいある(Lots of work to do!)」とあるとおり、基準面を出し、中心を出し、車軸の穴を開け、タイヤをはめる、などの車輪にしてゆく、という作業が残っています。

立体積層造形(ステレオリソグラフィー)のデザインルール
・ デザイン結果は、STLファイルで出力することができる。
・ 物体はどんな大きさにも拡大・縮小できる。
・ 厚みは、実物の大きさで1インチ(25.4ミリ)より厚くすること。
・ 重要でないところの角はすべてまるめること。
・ 小さなディテールは強調すること。
・ 旋盤加工用の支持部と湯口とを忘れないこと。


このスライドは、Bill氏がこれまでの経験を元にまとめたノウハウの一部だそうです。このほかにもいろいろと細かいことがたくさんあるのだと思われます。

コンタクト先
コンタクト先は左のとおりです。Bill氏は、日系の企業に勤めていたこともあり、親日家の方です。日本からの問い合わせも受け付けるとのことです。残念ながら英語のみですが。

Bill Brisko氏の3次元プリンタによるロストワックスのクリニックの第6回です。今回は、3次元プリンタで印刷したワックスのパターンの例と、実際に鋳造したものの例となります。

これは、バージニアン鉄道の電気機関車であるE-3（LE-3?)の駆動輪と動輪とです。

これは、チェサピーク・アンド・オハイオ鉄道のパシフィック(4-6-2)のF-17の動輪です。

これは、ニューヨークセントラル鉄道のJ-3aの動輪とありますが、ソリッドモデリングの例のところで書いたとおり、J-3aがスポーク動輪を装備していた例があるかどうかは不明です。

これは、ペンシルバニア鉄道のパシフィックK-4(4-6-2)に使われた80インチのスポーク動輪です。

再び、NYCのハドソン用のスポーク動輪です。先ほどのパターンを鋳造した結果です。大量生産する場合、この鋳造品をきれいに仕上げて、マスターパタンにすることとなります。何度も書きますが、J-3aがスポーク動輪を装備していた例があるかどうかは不明です。

これも、ペンシルバニア鉄道のパシフィックK-4(4-6-2)に使われた80インチのスポーク動輪です。上のスポーク動輪の補修用に使われたものとのことで、補強用のリブがついています。

最後は、これもペンシルバニア鉄道のI-1sa(2-10-0)の煙突です。この技法は、煙突やドームの裾の正確な再現にはもってこいだと思います。

余談ですが、タイトルがPennzyとなっています。ペンシルバニア鉄道は略して「ペンシー(Pennsy)」だと思っていたのですが、在米中、何人もの人が「ペンズィー」と濁って発音していましたので、こういう言い方もあるのか、と思った記憶があります。

Bill Brisko氏の3次元プリンタによるロストワックスのクリニックの第3回目です。今回は、Bill氏が使っている3次元プリンタである、Solicscape T-66の概要と動作している様子の紹介となります。

まずは、SolidScape T-66の全景です。

これは、造形を行う台（ステージ）の写真です。

もう一枚ステージの全景の写真です。成形途中の車輪の輪芯を見ることができます。

これは、印刷を行っている様子。

印刷を行っている様子のクローズアップです。最終的にロストワックスのパターンになる青いワックスと、その造形が正確に行えるように、サポート材の赤いワックスが青いワックスを包むような形になっていることがわかると思います。

これは、3次元プリンタのヘッドのクローズアップです。

これは、一層印刷が終わった後、表面を削っている様子です。

そして削り終わった様子です。

姉妹機のSolidscape T-76のデモビデオを見つけましたので、紹介します。

Bill Brisko氏の3次元プリンタによるロストワックスのクリニックの第4回目です。前回の記事のラピッドプロトタイピングの4つの技法(SLA、SLS、FDM、3次元プリンタ)の解説となります。例によって、間違いがあったり、不適切な用語の使い方など、お気づきの点は、遠慮なく指摘していただければ、と思います。

SLAプロセス
SLAは、Stereolithography Apparatusの略です。レジンに紫外線を当てると、硬化する特性を利用した造型機です。歯医者さんで、詰め物をして、おもちゃのピストルみたいなものを押し付けて固めた、という経験はありませんか？あれと同じ原理だと思います。歯医者（歯科助手）さんが、黒いメガネをしているのは、紫外線から目を保護するためです。

光造形機は、液状のレジン槽の中に、造形する物を形作る台(ステージ)がおかれ、このステージが上下する構造になっています。造形は、ステージ上の一層分の厚さの液状のレジンに紫外線のレーザーで一層分の形を描き、台を一層分下げ、次の層を描く、という作業の繰り返しになります。

[2009/6/9追記： この光造形を仕事で頻繁に使っている人から、面白いことを教えてもらいました。言われてみればなるほど、なのですが、「地震に弱い」のだそうです。地震の前後で造形の位置がずれてしまうことがあるので、「地震の直後に納品されたものは特に念入りに検査する」と言っていました。]
文章で書いてもわかりにくいと思いますので、Youtubeで見つけたアニメーションを掲載しておきます。

これは、SLAのプロセス全体を紹介するビデオです。

SLS(SMS)プロセス

SLSは、Selective laser sinteringの略で、選択的レーザー焼結法などと訳されているようです。

SLSでは、粉末をレーザーで一層分焼き固めるという操作を繰り返します。樹脂や金属の粉末など、焼き固める材料の選択肢が広いので、SLAに比べて応用範囲が広いのが特徴であるとあります。

SLSの造型機は、造形する台の上の粉末の層をレーザーで焼結させた後、台を下げ、粉末を追加し、次の層を焼結するということを繰り返します。

右の図の(A)は、粉末を供給するタンクです。これが造形を行う台(ステージ)である(B)のタンクに供給されます。その後、(B)でレーザーで一層分の造形を行い、ステージを一層分下げ、(A)から粉末の供給を受け、次の造形を行います。
SLSの原理のアニメーションもYouTubeに見つけましたので、掲載しておきます。

これは、SLSのプロセス全体を紹介するビデオです。

FDMプロセス
FDMは、Fused Deposition Modelingと呼ばれ、熱溶解積層法などと訳されているようです。

FDMでは、プラスチックなどの樹脂を熱で溶かして糸状に射出してゆきます。一層分の整形が終わったら、ステージを一層分下げ、次の整形に写ります。
これは、FDMで小さなワイングラス状のものを造形するプロセスを紹介したビデオです。

3次元プリンタ
3次元プリンタの定義は、上記のFDMを含む場合もあるようなのですが、Bill Brisko氏は、ロストワックス向けのワックスのパターンをインクジェット方式で形成するものを3次元プリンタと呼んでいるようです。以下、ここでも3
次元プリンタという言葉はこの定義に従います。

この3次元プリンタの概要は、昨年すでに紹介済みです。

基本原理は、パソコン向けのインクジェットプリンタと大きく変わることはありません。インクジェットで一層分を印刷した後、厚さを正確に出すために、表面を削り、ステージを下げて次の層を印刷する、ということを繰り返します。

造形時は、造形物となるもののインク（ワックス）と、保護する支持物のインクとの2つを使って、造形物が支持物で包み込まれるように印刷してゆきます。支持物は、印刷が終了した後に溶かします。
次回は、この3次元プリンタで造形する様子を紹介します。

さて、今回説明しなかった、というより私の手に余る話題として、支持材があります。たとえば、上記のFDMによるワイングラスの造形のビデオでは、設計した形状をそのまま造形していますが、このワイングラスがもっと大きな形になっていたら、どういうことが起こるでしょうか。ワイングラスは途中が細くなっているので、上部を造形する際に、ステージを動かした時にワイングラスが振動したり、自重で変形したりして、正確な造形ができなくなる可能性があります。

これを避けるためには、適当な支持材を入れて補強しながら造形するとか、それ以前に、造形する方向を考える、とか、もともとの部品の構成を工夫する、といったことが必要になるのだと思います。3次元CADや3次元造型機のようなものが発達したことで、作りたいものが簡単にできるようになったのは事実ですが、上記のような観点も考慮した広い意味での「設計」の重要さは変わっていないのではないかと思います。

Bill Brisko氏の3次元プリンタによるロストワックスのクリニックの第3回目です。これまで2回が設計の話でしたが、今回は、「モデリング」と言う、実際のモノを形作る技法の紹介です。さて、今回の話は完全に私の専門外となります。可能な範囲で調べものをして、基本的な原理だけは理解したつもりですが、間違いがあったり、用語の使い方が不適切な可能性があります。お気づきの点は、遠慮なく指摘していただければ、と思います。

[2009/5/3追記:
(1)Stereolithographyという言葉の訳し方を修正しました。Stereolithographyという言葉は、今回紹介している各種の造形手法の総称として使う場合と、光造形（SLA)のみを指す場合とがあり、明確な定義はないようです。Bill氏のプレゼンも紛らわしいところがあります。今回は前者の各種造形手法の総称という立場に立つことにします。どういう訳語がいいのかわかりませんが、とりあえず『立体積層造形』という言い方にしてみました。このあたりの言葉の使われ方の経緯とか、詳しいことをご存知の識者の方がいらっしゃったらご教授いただければと思います。
(2)lithographyは、版画より印刷のほうが的確ということで修正しました。
※ ご指摘いただいたdda40xさんに感謝します。]

基本的なモデリング
・石や木からの削りだし – 古代
・ロウを削りだしたもののインベストメント鋳造 – 古代
・粘土や紙によるモデル – 1800年代
・プラスチックモデル – 1920年代(?)
・CNC機械 – 1970年代
・立体積層造形(ステレオリソグラフィー) – 1990年代


ここには、モデリングの歴史が簡単にまとめられています。
・CNCというのは、Computer Numerical Controlの略で、Wikipediaの定義を引用すると、「（旋盤やフライス盤などの）機械工作において工具の移動量や移動速度などをコンピュータによって数値で制御すること」を指します。
CADで設計したデータを、工作機械にそのまま投入することができるということで、工作の効率が大幅に上がりました。
さて、このプレゼンでは取り上げられていませんが、このCNCや次のスライドで述べられている各種のラピッドプロトタイピング技術を可能としたものに、制御技術の発達があると思います。最近のCNCでは、1/100ミリの精度がごく普通に出せるようなのですが、その精度を保つように工作機械を制御するのは、実は大変な技術の積み重ねがあったのは、間違いないと思います。
・「Stereolithography」という言葉は、次のスライドで紹介する各種技法の総称で使われるようですが、光造形が最初に実用化されたことから、Stereolithographyは光造形の別称として使われる場合があります。
この直訳は「立体印刷」となります。その原理を考えると、上手いネーミングと思います。印刷では、紙の上の必要なところにインクを載せる、つまり紙の上に非常に薄い層を載せます。そして、この層を何回も重ねてゆくと、立体ができることになります。
今回紹介する技法は、すべてこの考え方に基づいています。前々回、前回で紹介したソリッドモデリングという手法で物体の形状を構築した後、この物体を垂直方向に非常に薄く輪切りにしたデータを作ります。そして、この輪切りにしたデータを順番に造型機で作ってゆくことになります。
小学校のときだったか、社会科の教材で、等高線に沿った地図を切り抜いて立体地図を作ったことがありますが、原理はこれと同じと考えてもらえれば、わかりやすかもしれません。

追記： 上記の「STLファイルで物体を構築し、輪切りにする(Slicing)」ことを的確にアニメーションにしたビデオを見つけましたので紹介します。英語ですが、概要はわかっていただけると思います。

ラピッドプロトタイピング
・SLA – 光造形法(レーザーでレジンを硬化させる）
・SLS – 選択的レーザー焼結法(レーザーで粉末を焼結させる)
・FDM – 熱溶解積層法
・3次元印刷 – インクあるいは他のものによる印刷


ラピッドプロトタイピングとは、直訳の通り、高速に試作品を作ることを指します。以前は、試作品を作るには、設計者が図面を描き、試作部門のスタッフがその図面から手で作っていたのが通例でした。コンピュータや各種技術の発達で、設計者がコンピュータを使って設計したデータをそのまま造形することができるようになりました。そして、この技法は「試作」にとどまらず、ごく少量のものを生産するために応用されるようになっています。

次回は、この4つの技法の説明になります。

Bill Brisko氏の3次元プリンタによるロストワックス技法の2回目です。

前回は、コンピュータの発達と、それに伴う製図/CADの発達の中で、ソリッドモデリングという3次元CADの技法が出てきたと言う話でした。今回は、代表的なソリッドモデリングソフトであるSolid Worksで作図した動輪の輪芯の紹介です。

NYC J-3a Center Driver

タイトルは、ニューヨークセントラル鉄道の代名詞であるハドソン(4-6-4)であるJ-3a用主動輪の輪芯とあります。が、私の知っているJ-3aは、建造時はBoxpox動輪で、20th Centry Limitedを引いたDreyfuss Hudson他がScullinディスク動輪を装備していたものしかありません。

ということで、スポーク動輪を装備したJ-3aというのが存在したかどうかは、不明です。Bill氏もNYCは専門外とのことで、「昔のKTMのNYCハドソン(J-3a?)で、スポーク動輪付きのものがあり、それを置き換えるために」、「(注文主から提供のあった）実物の図面から作った」そうです。

何かご存知の方の方は、ぜひご教授ください。

80″ Baldwin Disk Driver

これは、ボールドウィンの80インチのディスクドライバです。ニューヨークセントラル鉄道のライバルだったペンシルバニア鉄道の代表機種である、K-4パシフィック(4-6-2)のスポーク動輪の置き換えに使ったそうです。

Northern Pacific A-2 Driver

これは、世界で最初に4-8-4を導入したノーザンパシフィック鉄道が3番目に導入した4-8-4であるA-2の動輪です。内野日出男さんが作られた名作を思い出します。

National B-1 Truck Sideframe

これは二軸台車の台枠です。Bill氏はあくまでサンプルとして作ったもののようで、「売る気はない」とのことです。