前の記事へ  «
次の記事へ   »

Fusion 360と3Dプリンターでボルト&ナットを作るよー!!

[`fc2` not found]
LINEで送る

Fusion 360でボルトとナットのデータが簡単にできるよ!

とっても便利なFusion 360!!

ネジの螺旋をモデリングするのはとても大変だったんだけれど、ワンタッチで出来てしまうぞ!!

ボルトとナットの作り方はこちらの記事を読んでね。

Fusion 360で3Dプリンター出力用のデータを作るコツだよー!!

今回の記事の内容は以下の5つです。

  1. 手で回すネジにしよう。
  2. 出力方向を工夫することで強度が変わる。
  3. 柱を作ることにより、冷却を追いつかせる。
  4. 鉄のボルト&ナットでねじ切り直し。
  5. 本物のタップとダイスをつかう。

前回の記事と重なる所もあるけれど、ネジの出力まとめということで勘弁してください。

1 手で回すネジにしよう。

3Dプリンターでボルトやナットを作る場合、強度を考慮して手回し式のネジにしましょう。

ABS樹脂やPLA樹脂は強度的に軟弱です。

頭の形を六角にしたり、+や-ドライバーが使える溝を付けてしまうと、どうしても工具を使って回してしまいます。

つまり、強く締め付けてしまうのです。

頭でわかっていても、ネジは固く締めたくなるの心理が働いてしまいますからねぇ・・・。

強く締め付けると出力したネジ本体が破損します。

強く締め付けたくなるドライバーの溝や、六角の頭は最初から付けないように設計します。

手で絞めるられるぐらいが丁度良いのです。

2 出力方向を工夫することで強度が変わる。

上の図の赤い線は出力レイヤーの方向を表しています。

実際にプラットフオームに配置すときの違いはこんな感じになります。

左側の配置で出力すると、レイヤー面に対して垂直にかかります。

よって少しの強度が望めます。

また、螺旋部分にサポート材がつくことになりますので、剥がすときに少々面倒くさくなりますね。

上図の右側の配置にすると力がかかる面と、ネジを回すときの捻じれの力がレイヤー面に水平にかかります。

つまり、ポッキリと折れやすくなるのです。

サポート材も少なくて綺麗に出力できるのですが、ネジとしての強度が弱くなってしまいます。

あちらを立てれば、こちらが立たずという事でしょうか・・・。

3 柱を作ることにより、冷却を追いつかせる。

3Dプリンターの出力には、意外と時間がかかるものです。

必要なモノを必要なだけ出力できる事が3Dプリンターの利点なのですが出力物によっては、スペイサーを出

力することで綺麗に出力する事ができます。

3Dプリンターは一層一層出力していきます。

上図の配置だと、一層を出力したすぐ後に次の層が出力されます。

冷却による硬化が間に合わないうちに次の層が出力される状態が重なると、出力物が歪みます。

ノズルから出力されたばかりのフィラメントが、印刷されたレイヤーを引きずる形になるのです。

解決策としては以下の様に配置する方法があります。

この方法だと、一つのボルトのレイヤーを印刷した後に別のポルトのレイヤーを印刷することになります。

この場合、六本のボルト部分を順々に印刷するので、5回分の印刷時間が冷却に使われます。

まぁ、強力な用の冷却ファンを追加で増設すれば良いのですが・・・。

この手法は、先端が尖ったオブジェクトに利用できます。

下の図は、エフェル塔の先端の高さに合わせて冷却用のスペイサーを配置した図です。

出力速度を押さえることで解決する場合も有りますが、時間が惜しい場合や冷却が追いつかない場合に有効な方法です。

4 鉄のボルト&ナットでねじ切り直し。

3Dプリンターで出力したネジは、そのままでは中々使いにくい状態です。

いくら精巧に出力したとしても、ご家庭用の3Dプリンターの限界があります。

なので使用する前に、DIYショップで購入してきた、金属製のボルトやナットを通して不要な部分を削り取るという作業をしましょう。

御家庭用の3Dプリンターの素材はABS樹脂かPLA樹脂ですよね。

金属のボルトやナットを数回通すことで歪んだ部分が削り取られ、スムーズに使うことができるようになります。

5 本物のタップとダイスをつかう。

上記の4と同じことなのですがタップとバイスを使うと正確にネジ溝を掘ることができます。

そもそもタップとバイスは金属を削ってネジ山を掘る道具なので、ABS樹脂やPLA樹脂で出来ているネジなどは簡単にネジ溝を掘ることができます。

安いセットが有れば十分です。

もちろん手動でネジが切れるモノを選んでくださいね!

3Dプリンター工作において、バイスはあまり使いませんがタップはよく使います。

タップとダイスはどう違うの?

これがタップです。

凹ネジを切る(掘る)道具です。

ダイスは凸ネジを切る道具です。

私はあまり使いません。

ボルトで代用しています。

2mm~5mmぐらいのタップは有ってもいいかも!!

3Dプリンターで出力したパーツに別のパーツを接合する場合、金属ネジを使う場合があります。

この時に反対側にボルトを配置するスペースがあるときは良いのですが、全てのケースにおいて可能という訳ではありません。

その時は、3Dデータ上0.3mmほど小さい穴を開けてタップでネジ山を掘ります。

順番はこんな感じです。

ネジ止めが必要な場所に使用するネジの穴に対応するように、2mm~5mm程の穴をあけます。

そして、この穴は0.3mmぐらい小さく開けます。

3mmのネジを使う場合には、データ上2.7mmの直径の穴をあけます。

出力後にこの穴にタップを使ってネジ山を掘ります。

そのあと金属のネジを締めこみパーツ同士を固定します。

3Dプリンターでの出力物の特徴として、インフィル(充填率)の比率を変更することができます。

インフィル20%ぐらいで出力すると中身がスカスカなので、ネジ山を切ることができません。

ネジが通る部分のデータを作る必要があります。

断面図はこんな感じになります。

こうすると2mm~5mmの金属ネジでパーツ同士をかっちりと固定できるようになります。

また、このネジは5回ぐらいならば取り外しができます。

8回ぐらい刺したり抜いたりしているとネジ山が舐めてきてしまいます。

Arduinoのケースに基盤を固定する場合、タップを切ってネジ止めした方が作業がスムーズに行きますよ!!

(≧▽≦)

まとめ!!

いろいろ書きましたが・・・。

3Dプリンターで出力したボルトやナットは、強度的にとても不安だよ!!

ヾ(*´∀`*)ノ

自分の持っている3Dプリンターの性能に合わせた3Dデータを作ることができるようになると、世界がググッと広がるぞ!!

(≧▽≦)

[`fc2` not found]
LINEで送る