【1月30日】3Dプリント部品の剛性と板金剛性

3Dプリント部品と板金を組み合わせて設計する目標なのですが、3Dプリント部品の剛性ってどのくらいのレベルなのかを当たり付けしてみみました。


PLAで以前プリントした蓋部品のたわみを測定して、片持ち梁と単純に考えて板金で同等のたわみならどのくらいの材質と寸法になるかをけ計算して比較してみました。



PLAは、荷重が増えると急激にたわみましたがこれは、単一材料ではなく内部が空洞構造をして複雑な変形をするためだと思います。
アルミt=1mmよりはたわみが少なく
鋼板t=0.8mmとほぼ同等
アルミt=1.5mmならPLAコの字t=3mmよりは
剛性が高いという概算結果です。
同じ断面形状のアルミならたわみは1/231まで減少しますので、板金の平板とは比較できるレベルの剛性ですが、板金の曲げ形状とは3Dプリント部品は比較ができないほど剛性が劣ることがわかります。

●3Dプリントと板金の組み合わせ方法
板金の曲げ加工で部品を作れば、3DP部品では成し得ないほどの剛性が得られるのですが、以下のデメリットがあります。

デメリット:板金は、カット、曲げ、穴加工が大変
①カット=>二ブラーでも精度は±0.5mmくらい
②曲げ=>ポケットベンダーでも私がやると±1mmくらいしかでない

③穴開け=>ハンドドリルで開けると±1mmくらいずれることがある

このデメリットを3Dプリントでカバーするために
●外形、穴ピッチは3Dプリントで作って、
3Dプリントと板金を合体させてから穴開けをしてカット精度、曲げ精度、穴精度を向上させるという折衷案でトライする。

●以後
まず、基本構造を板金で設計して、必要な外形寸法と穴ピッチを3Dプリントでカバーする。
そのために、まずは、板金部品を作ってしまってから、その寸法に合わせて3Dプリント部品を設計して板金を包み込む形状にして、板金一体化した3Dプリント部品をつくり、最後に3Dプリントで作った穴からドリルを入れて内部の板金に穴開けする。
この案で一度トルクゲージを作ってみようと思います。

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