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2020年12月の記事

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2020年12月31日(木) 21:38

釘を整列させる準備

 穴開き銅板の穴を現物合わせのドリルガイドとして使用し、ポリカーボネイト板に穴を開ける。

 まずは四隅の釘位置を先行して穴開けし、ポリカーボネイトと銅板を貫通させて釘を立てる。これにより、続く作業中に銅板とポリカーボネイト板がズレるのを防ぐ。

 ポリカーボネイト板は厚さ2ミリあっても、銅板より遥かに穴開けは容易。

 一気に、すべての穴を開け終わる。

 たぶん10年以上も在庫していた、タミヤの5ミリ角プラ棒。

 20センチ×9本を切り出し、3本ずつ重ねて接着。15ミリのスペーサーとする。

 ポリカーボネイト板に、アクリサンデーで溶接。

 これで、釘を整列させる準備が整った。

 しかし、この状態で銅板に釘を打ち込むのは難しい。それなりの衝撃があり、作業中に不愉快なことが起きそうに思える。

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2020年12月30日(水) 21:29

単純だが面倒

 何とか、無事にすべての穴を開けた。

 1ミリぐらいズレてしまった穴もあるが、ほぼ問題ない位置に開けることできた。

 銅製でなくても、釘のサイズは個体差が大きい。
 1.6ミリの穴に1.6ミリの釘は、すんなり入らない。しかし、銅は柔らかいので軽く叩けば入る。どうしても入らない、という心配は小さい。でも、ほぼ常に叩く作業が必要なので、相当に面倒臭い。

 何本か釘を立てた時点で、このままでは失敗すると悟る。
 真っ直ぐに立てるのが、思った以上に難しいのだ。

 最終的に400本近くを立てた場合、先端がバラバラになりそうだ。そしてそれを整えるのは、容易じゃないだろう。

 予定を変更し、せっかく立てた釘をすべて抜く。

 銅板にサイズを合わせて、手持ち在庫のポリカーボネイト板を切り出す。左右が少し狭いのは、在庫の都合だ。少し狭いのを許容すれば、うまい大きさの厚さ2ミリが余っていた。
 これで、釘整列用の冶具を作る。

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2020年12月29日(火) 22:53

銅の剣山は無理でも

 銅の剣山なんて、DIYでは用意できないよ。

 そう諦めていたが、剣山は無理でも釘山なら可能かもしれないと閃いた。さっそくビームストッパー銅板を引き上げ、乾燥させる。

 実用性と製作可能性のバランスを考え、1センチ間隔に釘を植えることにする。

 銅板に、1センチの方眼を引く。

 あとは方眼の交点に、ひたすらドリルで穴を開ける!

 何しろ数が多いので、そう簡単には終わらない。嫌気が差す前に作業が終わるには、この数が限界だろうと考えた。
 ドリルは1.6ミリで、マスキングテープを2〜3巻きして太らせ、2ミリドリル用のサポートをかぶせてある。これで、ドリルが曲がることもなく、かなりスムーズに穴開けが進む。それでも、この数は容易じゃない。

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2020年12月28日(月) 21:24

切断速度を上げてみる

 厚さ0.3ミリしかないステンレス板相手では、レーザー出力が過剰かもしれない。

 そう考えて、切断速度を上げてみる。
 毎分200ミリだったものを、毎分500ミリにする。Candle の手動操作を、毎分500ミリ設定で行っているが問題なさそうだからだ。

 毎分200ミリだと90秒を要する全工程が、41秒で終了した。

 だが、切断面の酷さはまるで改善されない。

 外枠の燃えっぷりは、むしろ酷くなっている。

 ここまでの傾向として、やはり剛性の低い部分で燃焼が酷い。

 剛性が低いとエアー噴射でめくれ上がり、空気すなわち酸素が広範囲に供給される。どうもそんな雰囲気だ。

 切断速度を上げる意味が無かったということは、レーザー出力を下げてもたぶん意味がない。

 切り抜き部分の形状はマシになっているが、しわ寄せが外枠に行っただけで何ら改善されていない。

 小穴の並びを見ると、毎分200ミリの時に比べて配列が少し歪んでいる。高速移動により、位置決め精度が低下したようだ。
 レーザー加工ヘッドが重いため慣性も大きく、移動時の加速が悪影響を与えることが容易に懸念される。そこまで酷く歪んでいる訳じゃないので、長い直線を切断するような所はスピードアップしても良いかもしれない。

 だがいずれにしろ、このままではレーザーカッターとして使い物にならない。

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2020年12月27日(日) 21:33

切断試験続行

 続いて、Fusion 360 で試験用データーを作成。一辺5センチの正方形で、サイズの正確性と垂直が出ているかどうかを確認する。また、下部には端から3ミリのところに、直径1.2ミリの穴を6個並べてみた。これは、ドーザーブレード先端のゴムパッド部分を固定するためのネジを想定していて、6.25ミリ間隔としてみた。
 本番では2ミリドリルで、穴を広げることにより仕上げる。

 今回はノズル先端を最大限に15ミリまで離し、どのような仕上がりになるか確認。

 昨日使用した厚さ0.3ミリのステンレス板を引き続き使い、動作試験だ。
 板の中央を四角にくり抜くのは、通常の工具では難しい。1分半で、作業完了。

 ピタリと5センチ角の穴になっていて、垂直も出ている。少なくとも、許容範囲内なのは間違いない。これなら、ドーザーブレードの正面プレートなども、切り出すことができる。

 だが、本来使用したい「切り抜かれた側」は、とんでもないことになっている。

 これでは、全く使い物にならない。

 これは、切断中の写真だ。

 最初に6個の穴を開け、手前中央から四角の切り出しを開始。何ら問題なく、綺麗にカットできているようだ。

 ところが、2つ目の辺に突入すると、急に不穏な状態へ。

 照射点の輝きが大き過ぎる。ステンレス板が、切断部分以外にも余分に燃えている。

 切り取り中の部分がエアー噴射でめくれ上がり、空気が燃焼を加速させ過ぎているような雰囲気。

 重要なのは、外側は殆ど全く余分に燃えていないこと。5センチ角の綺麗な穴を残し、その外側は期待通りの状態である。
 固定が甘くなった部分は、過剰に溶けるのか?
 だとすると、通常のレーザー加工機がワーク下部に剣山を生やしているのも分かる。そうやって、切り取った部分も確実に支えることができるようになっているわけだ。

 実際、銅の剣山あるいは銅のヒートシンクが入手できるのであれば、自分もそういう構造にしたかったのだが。

 加工条件を変えて、うまくカットできる条件を探り出せるかどうか?
 解があるとは限らないんだよな。でも、このレーザーカッターは、基本的には合格点の性能がある。たぶん、幾つかの工夫をすれば、実用になる。

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