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天文・鉱物・その他。調べたことや自分用のメモなどを書きます。

Adventurer3でTPUを印刷する

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FlashForgeのAdventurer3で、本来サポートしていないTPUフィラメントを使用して印刷します。 軟質素材が出力できれば3Dプリンターの活用の幅が広がるので、是非とも使ってみたい材質です。

■TPU(熱可塑性ポリウレタン)とは?

軟質で弾力性があり、摩擦はゴムっぽい素材ほどではない。印刷時の温度設定はだいたいPLAと同じでOK(フィラメントの製造元次第かも)。

 

 スライサーの設定はこの記事を参考にしました↓

また、フィラメントは上の記事で使用されているのと同じものにしました。

同じ3Dプリンター、同じフィラメント、同じ設定なら失敗せずに済むはず…

 

…失敗しました。最初は良くても一層目の途中でヘッドからほとんど樹脂が出てこなくなるため印刷物がスカスカになり失敗。何度か試して、だいたい同じ所でつまづきました。原因はエクストルーダーの中でフィラメントが曲がり、それ以上送り出せなくなる為のようです。TPUの柔らかさがここでは仇になってしまいました。

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取り出し後、エクストルーダーで詰まっていた部分がフニャッとしている

スライサーでの試行錯誤(温度設定、押出量など)は効果がなく、最終的には物理的な手法で解決。エクストルーダー周辺でフィラメントがたわむことが原因のようなので、エクストルーダー手前でフィラメントを軽くつまみ、常にピンと張るよう抵抗をかけながら*1プリントすると無事に印刷することができました。ずっと摘んでいるのはつらいので、エクストルーダーからぶら下がったフィラメントにクリップで軍手の片方*2を留めました。

要するにエクストルーダーがフィラメントを押し出す向きの反対方向へ、エクストルーダーがめげない程度に少し張力がかかっている状態にすれば押し出しが安定するようです。

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逆に、今まで何度も失敗していた理由は反対方向の張力がほとんどかからない状態だったから…のようです(多分)。Adventurer3は純正の500g用リールより大きなものは本体に入らないので、とりあえず本体天面にTPUのリールを置いてフィラメントを長めに出しておき、エクストルーダーには僅かなフィラメントの自重のみがかかっている状態でした。私が失敗したのはこの点が効いているのではないかと思っています。

 

ところでテスト段階ならともかく指でずっとつまんでいるのは間抜けなので、適度な抵抗を与えることの出来るリールホルダー的なものを作ったほうがよさそうです。

 

さっそくTPUで作りたかったものを印刷

 この手のキャップ類は無くしやすくバラで入手しにくいので、家で増やせるようになると便利です。

 

次はKasaiのPico8用のキャップ。

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左:元から付いているもの 右:今回印刷したもの

Pico8に元々付いているものはヒンジでパカっと開く形式になっていて、観測時に取り外す必要がないという点は良かったけれど、開いたフタがぶらぶらしているのが気になるのでかぶせ式のシンプルなキャップを印刷しました。

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本質的に接眼鏡のキャップとやっていることは同じですが、より広い面積の平面をもつ大きなものでも綺麗に安定して出力できました。ただしヘッドのスピードをかなり落としているため、仕方ないことですが相当時間がかかります。

 

次は電源ケーブルの根本とかにある、鋭角に折れないようにするアレ

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家にある家電製品を観察すると形状は意外と様々ですが、こんな感じにしました。今までは単純すぎで印刷の難易度が低かったため検証材料としてはイマイチでしたが、すこし複雑なのでうまく行くかは不明。

 

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…そんなわけで意外とあっさり印刷出来ました。2つ作りました。リブの間に挟むサポート形状はどちらもライン型ですが、ポリラインとグリッドをそれぞれ設定しました。結果はどちらでも大差なし。サポートを取るのは細かさゆえの面倒がある一方で、柔らかいためカッターでさくさく作業が出来ました。サポートついでに本体まで切ってしまいそうな点に注意。

柔軟性もちょうど良いので実用出来そうです。

 

 

 

*1:ピンと張りすぎるとフィラメントが細くなり、押出不良の原因になるかもしれないので強く引っ張り過ぎないように注意

*2:なぜ軍手なのかというと、指でフィラメントをつまんでいる状態でたまたま手の届く範囲にあった重すぎない物体だったから

3Dプリンターを買いました / FlashForge Adventurer3

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以前から興味のあった3Dプリンター、買うタイミングを狙っていましたがStayHome期間をつかって遊べると思い購入しました。家庭用クラスの3DプリンターにはFDM式と光造形式の2種類があり、個人的にはどちらも良いな、という気持ちだったので、とりあえず扱いが比較的容易で初心者にも向いているFDM式にしました。

 

選んだ機種はFLASHFORGEのAdventurer3。「どんな3Dプリンターが良いか?」ということを調べていたら面倒になり、さほど大きくない市場なので「どの3Dプリンターが良いか?」という視点に切り替えて多くの人が最初の1台に良いのではないかと推していた製品にしました。最初に買うやつで冒険はしたくないので、レビューも多く評判が良いのは好印象です。冒険はしたくないと言いながら機種名がAdventurerなのはご愛嬌。

 

いろいろな治具や光学の実験装置、天文機材のための便利グッズなど作れたらと思いますが、今は光るうんちなどを作って遊んでいます。

 

iMacのHDDが寿命だったのでSSD+HDDに換装した話

メインで使ってるiMac(mid2011)の挙動がおかしくなりHDDから異音が出ていたので換装しました。もともとSSDもオプションで選べた機種らしいので内部にSSDを収容するための空間があるらしく、システム領域をSSDに、データをHDDに保存するという構成を目指しました。また、調子が悪くてまともに動かなくなってしまった光学ドライブも交換します。

 今更10年近く前のモデルの改造記事に需要があるとは思えませんが、自分用の記録として残します。

 

 元々は1TBのHDDだったものを5年前に3TBに換えており、今回は二度目の改造です。モニター前面のガラスを外すための吸盤や分解に必要なサイズのトルクスドライバーはすでにあるため、今回はSSD、HDDと接続のためのケーブル類のみ用意します。

 

 HDDは3TBでも不足はないけれど、いまは4TBと価格差が殆ど無かったり、物によってはむしろ高くつくことがあるため4TBを選択。HGSTはもうないらしく、出来れば信頼性の高いものが欲しいと思い、なんとなく東芝製にしました。

 

SSDは大きな容量を必要とはしないけれどある程度ルーズに使える余裕が有るほうが良い。1TBが500GBか迷ったのでTwitterでアンケートを取った結果…

 ということで1TBのSSDを探したけれど、良さそうなのが一時的に売り切れで入荷待ちだった。他の候補を探しているとWDの赤色で高耐久を謳ったものがあり買おうとしたら、1TBはかなり高価(1万3〜4千円程度が相場のところ、2万近かった)だったため人々を裏切って500GBにしました。

 

 不運にも新しく買ったHDDは初期不良で物理的に認識されなかったため返品。ひとにアンケートしておきながら500GBのSSDを買った者の受ける罰と思うことにする。同じものは気分的に嫌だったので今度は適当にSeagate製の4TBを購入。同じ3.5インチでも薄型なので冷却効率が良さそうです。

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左が新しいもので右が古いもの。厚みが6割くらいになる。

 ケーブルはSATAケーブルと電源の二分岐させるケーブルが必要です。よく分からなかったので下にまとめたサイトを参考にして適当に購入しました。(これが後に仇となる)

 

参考サイト 

 この動画が基本らしい。ただ、換装キット的なものの使用を前提としているらしく、電源周りのケーブルやSATAケーブルも専用品を使う前提となっていた。なので自分で個々のパーツを揃える場合はケーブル周りについての情報が足りない。

 

そこで、以下のサイトを参考にして情報を補いました。

iMac(21.5inch/2011mid)改造-分解,upgrade編- | まっつんのディスコなブログ 

重たくなったiMac (2011) にSSDを増設して高速化してみました。 

iMac Mid 2011のHDDをSSHDに換装&SSDを増設したら完全復活!! | リーマンマイラーの楽しみ方 

iMac(Mid 2011)をSSD化 | 月詠はかく語りき

基本的な手順は上記のサイトで大体わかると思うので、この記事ではこれらを補完する視点で記録します。

 

換装の手順(おおざっぱ)

 前面のガラスと液晶パネルを外すところまでは以前に経験済みなので、手順を再確認して慎重に作業しました。液晶パネルを外すとすぐにHDDの換装ができる。SSDの場合はそうは行かず、面倒な手順を踏むことに…。

 まず光学ドライブを取り外します。あらわになった光学ドライブの向こう側の空間にSSDが入ります。しかし電源とSATAのケーブルが来ていない。これが面倒の原因。

 SSDとロジックボード間をSATAケーブルで接続したいけれど、ロジックボードのSATAポートは裏面にあるため一度取り外さないと作業ができない。奇妙な形の基板が狭い筐体にうまくはめ込まれており、参考サイトをみても難所だという意見が多かったです。基本的にはネジとケーブル類を外したら、左右のヒートシンクを持って少しずつ動かして外す、という手順。どうにか取り外せたらSATAケーブルを接続して元に戻します(戻すのは外すよりも難しい)。

 後はSSDを所定の位置に収め(両面テープで貼る)、各種配線を済ませばOK。

 

やってみて分かった点

 買ったSATAケーブルは30cmでコネクタは片方がストレート、もう片方が上L型(下L型というものもある)。てっきりL型の側がロジックボートに刺さると思っていたら、SATAポートがチップのヒートシンクに近いため、コネクタがヒートシンクに干渉して最後まで刺さらない。メーカーによってコネクタ形状が微妙に違うのかもしれない。周囲に背の高いパーツが多いので、下L型でもうまくいくか不明です。結局ストレート形状の方を挿せば実はうまくいくことが分かりました。

 SSD側はL型だと光学ドライブに干渉しそうになるけどどうにか押し込んだ。上Lでも下Lでも、SSDを取り付ける裏表が変わるだけなので大差ないと思う。できればストレートが良い。ただし、SATAケーブルの両側がストレートだとケーブル長が30cmではすこし足りないと思う。

 

 電源の配線は一番の鬼門だったかもしれない。参考サイトでリンクされていたケーブルを購入したけれど、こちらもコネクタ形状に泣かされた。購入したのは3つのコネクタすべてストレート型のもの。HDDのコネクタはすぐそばにヒートパイプが通っているため、コネクタ形状によっては干渉してしまう。純正の状態では上L型だったので干渉しないが、ストレート型だと干渉ししました(これもメーカーなどにより差があるのかも)。買い直すと時間がかかるので、コネクタを削ってなんとか収まるようにしました。

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上が未加工、下が削ったコネクタ

ショートしないようにコネクタとヒートパイプを通しているシャーシに手近なマステを貼っておきました。すこし心臓に悪い。

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HDDの右側から出るカラフルなケーブルが電源系

そういえばロジックボード上のボタン電池は変えたほうがいいのかな。電圧だけでもチェックしておけばよかったかもしれないです。

 

 

環境の移行

 システム領域は3TBから500GBへ、容量の小さなストレージに移行するのでTimeMachineでの復元は使えない。なので、まず外付けに大きなデータを移し、HDDを500GBのSSDに収まるサイズにします。最終的に80GB程度にまとめることが出来ました。その後、HDDをCarbon Copy Clonerを使ってSSDに丸写し→クローンにしたSSDとフォーマットだけしておいたHDDをiMacに組み込んで起動→外付けから内蔵HDDへデータを移して完成です。

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システム情報に3つのSATAバイスが確認できる

これで憧れ(?)のSSD+HDDシステムの出来上がりです。SSDはTRIMを有効にしましょう。

 

余談①

 狭く入り組んだ筐体の中には長年のホコリが堆積していて、換装作業よりも掃除の方に時間をかけてしまったかも。とくにファンとヒートシンクは重症で、目詰まり寸前のふわふわ状態でした。

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左がGPU光学ドライブのファン、右がGPUヒートシンク

 CPUの方はさらに重症で、掃除に没頭するあまり写真を撮るのを忘れました。ファンの羽根の間隔が狭いので、ピンセットで摘んで取るという地味な作業です。

 なお、HDD用のファンは今回の分解深度では直接手出しできませんでしたが、本体裏面の吸気グリルにピンセットを突っ込んで引っ張るとおぞましい量のふわふわが摘出でしました。HDDの不調うんぬんよりも単に窒息寸前の状態を放置していたのがiMacの健康にはまずかったかもしれない…。

 

 この掃除の効果は絶大で、改造後の各デバイスの温度は大幅に下がりました。CPUは少し使用率の高い状態が続くとすぐに70℃近くになってしまっていたのが、今では同様の使い方をしても50℃にいかないくらいの余裕があります。

 あと、謎なのが以前はCPUファンの回転数が2600rpmが上限だったのが、いまは4000rpmになっていること。2600rpmでは限界まで回しても明らかに冷却能力が足りず動画の書き出しなどで不安感があったのが、いまでは2000を少し超える程度でも安定して50℃付近でサチレートしてくれるため、気温の上がる夏に向けて余力を残しています。

 HDDも以前は50℃付近をうろついていたのが40℃前後で安定するようになりました。ホコリ取りと薄型化によるエアフロー改善と7200rpm→5400rpmへのダウングレードのどれがどの程度寄与しているかわかりませんが、とにかくOKです。

 

 

余談②

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 こちらが電源部。参考に取り外して調べてみました。CPUヒートシンクを通った風が当たるので、熱的にストレスが多そうな環境。特に膨らんでいる個体などはなかった。ケミコンの劣化などは大丈夫か少し心配。こちらにも大量のホコリが溜まっていたので慎重に除去しました(この電源部はiMacの中で一番高い電圧を扱っており、コンデンサーには電荷が残っている可能性があります。各部品の機能が見て解らない場合は触らないほうが長生きできます)。こちらの温度もCPUファンの窒息解消の恩恵もあってか、以前より7〜10℃程度低くなりました。

 

パフォーマンスの変化

元々マシンパフォーマンスにはそれほど不満をもっていないので、速度向上というよりも信頼性/耐障害性という点でSSD+HDDとしましたが、起動スピードは明らかに早くなりました。といっても5年使って疲弊したHDDを直近まで使っていたため、比較対象としては不適当です。

 

前回のHDD交換直後にベンチマークを取ったスクリーンショットが残っていたので(昔の自分えらいぞ!)、数値で比較してみましょう。

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左:旧HDD 中:新HDD 右:SSD

HDDは回転数が落ちているため僅かに遅くなっています。SSDは世の中的にどれほどのものなのかはよく知らないけれど、HDDと比べて明らかに速い。体感としては数値で出ているほどの速度向上はよくわからないけれど、いつもならもたつくだろうというタイミングで止まらなくなったのは確かです。

 

一方でAfterEffectsでのRAMプレビューやレンダリングのスピードが悪化しており(およそ半減)、こちらは今のところ原因不明。実は内蔵ストレージの換装後、OSのバージョンを上げたのですが*1、そこでパフォーマンス低下に気が付きTimeMachineで換装直後の状態に復旧しました。しかしOSが元に戻ってもパフォーマンス低下は直らないまま…。ハードウェアの交換が原因とも思えないのですが、ストレージ換装直後にパフォーマンスを細かく検証していなかったので原因の切り分けができないままです。新しい方のOSではRAMプレビューがリアルタイム再生できない状態だったのが、元のOSに復旧してからは出来るようになった(レンダリング速度は遅いまま)のでひとまず作業に影響はないものの、少し気味が悪いので何とかしたいものです。

*1:Mountain Lion→Yosemite

アンモナイトの標本を樹脂封入した話

黄鉄鉱化したアンモナイト化石を樹脂に封入したのでメイキングです。 

用意したものリスト

アンモナイト標本 / 2液性レジン(エポキシ樹脂) / 紙やすり/ ピカール

シリコン型 / 真空槽&真空ポンプ / デジタルスケール / その他

  

構想・準備・試作

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黄鉄鉱化したアンモナイトの標本(1000円くらい)を衝動買いしてしまった。可愛かったがしばらくするとカットされた面が黒ずんできてしまい、保存に気を使うよりもいっそのこと樹脂に封入してみてはどうかという気持ちになる。

 

樹脂は日新レジンのクリスタルレジンNEOを使用。黄変しにくいのがウリらしい。

 

樹脂といえば気泡。気泡といえば真空脱泡。→手動真空槽の製作

 

テストでレジンを硬化させてみるも失敗。混合に1g単位でしか量れないキッチン用スケールを使用していたため、混合比がまずかったのか硬化不良を起こしてしまう。秋葉原のラジオデパートで1000円しないデジタルスケール(0.01g単位で量れる)を見つけたので購入。 問題は解決。↑見た目はこれとほぼ同じなので、OEM元から直接出てきたのかも。*1

  

本番

いきなり硬化前のレジンに標本をドボンでは標本が底まで沈んでしまう*2。シリコン型に標本を固定したい高さまでレジンを入れて硬化、そこに標本を乗せて再びレジンを注入という段取りらしい。

この手順は以下のサイトを参考にした。

クリスタルレジン、昆虫標本 |クラフトレジンは日新レジン

 

まずはアンモナイト標本を研磨して黒ずみを除去した。研磨中はすこし腐卵臭がした。

その後水洗い&エタノールで洗浄と脱脂。

 

アンモナイト標本は形状が複雑で空洞もあるため、常圧で気泡を除去するのは難しく、真空脱泡を行った。標本下部に気泡が溜まる可能性を考え、注型前のレジンの中に標本を入れて下ごしらえ的な脱泡を行った。殻の小部屋(気房)から気泡が大きくなって出て行く様は無色のイクラが生まれてくるかのようだった。

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真空引きをしていると、アンモナイトから黒いカスがいくつも出てきてしまうアクシデントがあった。なるべく除去したが、少し残ってしまった。黄鉄鉱の単純な結晶ならともかく、元のアンモナイト化石には生体組織由来の細かい空洞があり、真空引きによって多少の組織が崩れるというのは冷静に考えればありそうなシナリオ。事前に想定していなかった。*3

ある程度の脱泡が済んだらアンモナイトごと型に注ぎ入れる。(アンモナイトはソフトランディング出来るようにピンセットでつまみながらそっと移し替えた)

 

今回は標本を斜めに角度を付けて固定したいと思い立ち、下図の様に型の下になにかを挟んで斜めにした状態で1段目を硬化、その後で標本を乗せて2段目の硬化をするという段取りにした。

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行った手順

大した角度ではないので斜めのエポキシの上に標本を置いても問題ないだろうと高を括ったら硬化待ちの間にずり落ちるようになってしまった。ずり落ちを考慮して少し高い位置に修正したら、今度はそのままの位置で硬化してしまったので中心から外れてしまった。

 

手間はかかっても下図のように斜めの状態で硬化を待って標本を固定させ、それから水平にして3段目のレジンを注型するべきだった。むしろ斜めにしなくてもよかったかもしれない。(元も子もない)

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こうすれば良かった、というシナリオ

 

硬化が完了して型から取り出した段階。表面張力の影響でバリができている。

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型に沿ったバリが残る

バリはある程度までカッターで削り、そこから先は紙やすりで研磨する。 バリの関係ない面もシリコン型の面精度が今ひとつなので磨く。バリのある面は#80程度の粗いヤスリから、バリの無い面は#400程度から始めて、徐々に目の細かいヤスリに変えながら#2000程度まで磨く。下の写真は#800から#2000までのもの。 

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 #1500の写真にあるバツ印は面を均等に磨けているか確認するためのもの。均等に磨けていれば全てのバツ印が同程度に削れていく。平らな板の上に敷いたヤスリの上で磨いていても、意外と力は偏ってしまう。目が細かくなってくると研磨に時間がかかるので#1200か#1500のどちらかは省略してもよかったかもしれない。

 

最後はピカールなどの研磨剤を使って磨くと再び透明な面が現れる。 

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 満足したら完成。

*1:こちらが0.1g単位での計量なのは販売者的に2桁目の精度が気に入らなかったからだと勝手に予想

*2:レジンより比重が軽いものであれば浮いてしまう

*3:気泡をフィルターのようなもので濾し取る方法があるらしいことを後から知ったので、真空脱泡以外のアプローチを試してみる価値はありそう

古い三脚を買って改修した話 / Manfrotto #055

拡大撮影や天体撮影のため、ベローズや天体望遠鏡を搭載する用途で三脚を選びました。元々使っていた三脚は安価なグレードの割に頑丈だけど使い勝手が今一歩なので、今回はより頑丈で使いやすい物にします。ついでに三脚について知らないことが多かったので、色々と調べました。

 

☑中古でええんちゃう

 電子機器や光学機器とは違うので三脚は中古でもなんとかなるだろうという雑な考えからスタート。傷や汚れの分だけ安くなるならそれでいいし、古いモデルでも使えるなら気にしない。

 

☑耐荷重を考える

 三脚の耐荷重はメーカーごとに基準があるだけで、自分にとって適しているかを判断するのは難しい。例えば何キロの物体を載せて形状と質量分布はこれこれで、焦点距離が何mmのレンズで仰角何度にある点光源を狙った場合、何分角のブレが生じるかなどが示されているわけではなく、勿論、これ以上乗せたら壊れる限界のラインというものでもない。

 

☑パイプ径で選ぼう

 三脚の構造はだいたい同じなのでパイプ径を参考にすれば異なるメーカー間でも比較の参考にできる。同じパイプ径なら、段数が少なく足が短いほうが強い。同じ段数・足の長さなら、パイプ径が太いほうが強い。

今回は自分がもっている三脚と段数・長さは同等のものにしたかったので、パイプがより太いものを探しました。

 

☑アルミかカーボンか

性能だけで言えばカーボンが優れていて、アルミの上位互換と考えていい。あとは値段の問題。予算がないので今回はアルミを選択。

ちなみにカーボンは新しい素材のため、古いモデルを視野に入れるとアルミの選択肢が多くなる。

 

☑Manfrottoの#055を購入

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上は元々使用してるSLIK ABLE300FX 下がManfrott#055

中古市場に多く出回っており、雲台なしなら5,000円程度で買える。数が多く出ているのでコンディションを選べる。パイプ径も今より太い(27mm→29.5mm)。足の長さにいくらかバリエーションがあるので、寸法に注意。また何度かモデルチェンジをしており、現行モデルと中古ではルックスが大きく違うことがある。

 

以下ちょっとした改修などの記録。

 

謎の穴の有効利用

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用途不明の3/8規格のネジ穴がある。せっかくなので水平器を作って取り付けてみた。材料は普通の丸型気泡管と1/4-3/8インチ規格のアダプターネジ。これを接着するだけ。

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アダプターの穴にエポキシパテを詰め、パテの接着力で気泡管に固定。そのあとネジのテーパー部分を覆うようにUVレジンでコート。これが気泡管裏面の溝にも流れこむようにした。耐久性の評価はしばらく試してみてから。 

 

 

レッグウォーマーをつけよう

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ちょっと良い三脚に付いていたりするレッグウォーマーにあこがれがあるので後付けしてみた。後付け用の製品もあるけど最初から装着されているモデルのような繋ぎ目のないスタイルが好ましいので、市販の管状のスポンジを取り付けた。

 

↓やりかたはこちらを参考に↓

今回はSGB-330という型番のスポンジを選択。取り付け時にゴルフクラブのグリップ交換に使うスプレーを用いる人もいるようだけど、試しに力づくでやってみたら入ったのでOK。内側に両面テープを貼ったのでズレ防止もできた。

 

#055に装着するには脚のレバー部分を取り外す。 

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このナットを外す。8mmのボックスレンチが必要

三本すべての脚に装着すると太くなり過ぎるかなと思い、ブランドロゴのシールがある脚を避けて二本だけにした。実際に取り付けてみると、このスポンジがあるだけで持ちやすさがかなり良くなった様に思う。傷が多かった脚の一段目の大部分を覆い隠してくれるので、ボロ隠しとしても有効。

 

以上のように幾らかの改修を加えて、古いながらも使いやすい三脚になりました。