注意；既製品の防水プラケースの安いものは、肉厚が薄くシール性が悪くて水漏れします。
カメラ専用水中用ケースなど厚いアクリルでしっかりシールできるものは安心です。
●電子工作で作った基板を屋外設置、アウトドア活動で使うためには、防水ケースが必須です。
市販ではサイズが大きすぎるケースが多くしかも防水信頼性が保証されてませんので、危ないケースが多いです。つまり、電子工作用小型防水ケースは、自作する以外に解が無いということです。
※２０２４年３月１８日追記
完成から１か月間で８回ほどスキー場でスキーに防水ケース取り付けて湿雪まみれでびちょびちょになりましたが、防水完璧でした。何しろ基板が１０万円近くする高価なチップを搭載しているので、水漏れしたら大損害になるので、必死で防水ケース作って良かったです。
※防水ケース自作成功のノウハウのメモ（２０２４年１月２８日更新）
ノウハウ１：３Dプリント造形物の毛管現象による吸水を念頭に製作すること
３Ｄ造形物はスポンジみたいなもので、水に触れると毛管現象で吸水します。一旦水漬け試験をすると目に見えない水分が造形物中にたっぷり吸水されています。それを知らないで、水漬け試験を繰り返していると、何が何だかわからなくなります。
＝＞造形仕上がった段階とか防水塗装乾燥後の段階で、乾燥重量を０．１ｇ単位で測定して、それを基準にして、水漬け試験をしないといけません。一旦吸水させてしまったら、ストーブとかドライヤーで温めますが、
＜PLAは、４０－６０℃で軟化してしまうので、３０℃以下で乾燥させないと造形物が変形してしまうんで
自然乾燥がベストですが、時間がかかるので、低温のドライヤー乾燥がいいです＞
＜万一乾燥で反ってしまったら、オーブントースターで８０℃で５分ほど加熱すると治る場合もあります＞
乾燥重量になるまで水分を蒸発させるまで次の試験はできません。（一度吸水させると二度と元に戻らない場合もあります）
＝＞吸水がわずかでもあると、時間とともに、水が浸透してきますので、水漬け試験は、時間毎に重量を測定しながら、変化を追っていく必要があります。だいたい１５分単位で、測定して、乾燥重量と０．２ｇ程度の差で１時間耐えれば、試験合格としてます。０．５ｇでも増えるようなら、数時間後には、大量に水が浸入してます
＝＞乾燥重量で管理しておくと、コート剤の塗装むらで、水が吸水されたのかもわかるので、０．１ｇで管理できるキッチンスケールは、重要なツールです。
ノウハウ２：コート剤塗布が必須
現在のベスト塗布剤は、木材用アサヒペン水性屋外用ニス半つや透明を刷毛塗りする方法です。スプレーでは、塗りムラができて失敗しました。広い面は、刷毛でベタ塗りして、細かなシール構造部、ねじ穴などは、綿棒で、丁寧にこすりながら、下地に塗液を染み込ませていきます。水性だと臭いがほとんどしないので、室内で近くで目視しながら塗れます。
パジコの水性防水剤は、樹脂が柔らかく、使っているうちに剥げてしまいますし、速乾性が悪いです。
アサヒペンの水性屋外用のニスは、速乾性も２－４時間で表面が固くさらさらになります。耐久性もありそうです。
最低２回塗りします。４時間乾燥して２回目をぬって、１２時間以上乾燥させて、翌日水漬け試験ができます。
ノウハウ３：フタの四角形ゴムシール
四角形ゴムシールは、ゴムシートから手作りでカットします。寸法が不均一でも、かまぼこ型の溝形状ならシールできます。コツは、溝より細くカットして、しっかりと溝に収まるようにして、かまぼこの頂点に圧力がかかるようにすることです。
ノウハウ４：溝シール構造造形
０．２ｍｍレイヤーでは、粗いので、０．１ｍｍ以下のレイヤーで、細密な形状を作らないと凹凸が残って
水漏れします。造形物全体を０．１ｍｍで造形すると、４０時間とかとんでもない時間がかかるので、
マルチプロセス（可変プロセス）機能＜Simplify3Dの機能＞を使って、精度が要らない部分は、０．２５～０．３ｍｍレイヤーで造形して、精度のいるシール構造部は、０．１ｍｍレイヤ以下できれいに仕上げるのがコツです。
ノウハウ５：シール部は、ネジ締めトルクで変形するので、分厚く頑丈に作ること
私のケースのシール部は、肉厚１０ミリで、アクリル板５ｍｍのフタ、Ｍ４の六角穴ボルト目いっぱいのトルクで締め付けて、何とか防水シールの機能を果たしてます。少しでもボルトの締め付けが緩いと漏れます。
ご注意：
３Dプリントで防水ケース作りは、結構ボリュームのある要素開発ですので、２０２３年１０月から開始して２０２４年３月末までかかりそうですので、その間の知見は、記事その１～そのXXまで記録していきます。
しかし、進捗毎に、以前の知見が間違っていることもありますので、これらの記事を見てDIYされてもうまくいかないリスクがありますので、DIYされる前に、用途と目的を信州MAKERS管理人に本記事下のコメント欄に記入していただければ、対応いたします。常に、カテゴリーをウォッチされて進捗状況を把握されることをお勧めします。
●３Dプリンタで防水ケース作り その１（２０２３年１０月１０日）～その１０（２０２４年１月２９日）３か月で、ノウハウを発見できました。 全記事は防水ケースカテゴリにあります。
＝＞２次試作で完成ケースの詳細記録はこちら
【STA24】3Dプリント防水ケースその１２＜防水ケース完成_備忘録＞
シール部の防水
３Ｄ造形で、手作りゴムシールで防水ケースが自由な形状で作れるようになるとＤＩＹの世界が拡がります。最新作 その１０をご覧ください。 かまぼこ断面溝形状が効果絶大です。しかし、手作りゴムのはめ込みが毎回ばらつくと潰れ方が不均一になって水漏れ事故が発生しますので、透明アクリルフタで、一定の隙間になるまできつく締め付ける作業をきっちりと管理しないともれます。頻繁に開け閉めしないほうがよいです。
【STA24】3Dプリント防水ケース作りその１０＝＞角型シール構造試作＜かまぼこ断面溝効果絶大＞
【STA24】３Dプリント防水ケース作りその９＜アクリル厚板でシール部観察＞
【STA24】３Dプリント防水ケース作りその８＜クラック発生でコーキングベタ塗り＞
【STA24】実装作業その２=>SMAネジ1/4-36UNSをM6タップでねじ切った＜技有り＞
【STA24】3Dプリント防水ケース作りその７＜コーキング剤でダメ押し＞
【STA24】3Dプリント防水ケース作りその6＜防水剤ベタ塗りして防水完成＞
【STA24】3Dプリント防水ケース作りその５＜プリントに１８時間かかった＞
【STA24】3Dプリント防水ケース作りその４＜Oリング溝丸溝が良い＞
【STA23】防水ケース作りその３＜ケーブルグランド防水実験＞
【STA23】３Dプリンタで防水ケース作りその２＜ゴムシール設計重要＞
【STA23】３Dプリンタで防水ケース作りその１＜既製品IP68ケース水漬漏れてる＞
【STA24】Fusion360で防水ケースレイアウト案０＜SMAコネクタかさ張る＞
３DPの壁からの水の浸透は、塗装とか、密度を上げることで、対策できることがわかりましたが、フタとハコの
密閉構造が最大の難関であることが分ってきました。
そこで、既製品の防水ケースはどのくらいの実力なのか実験してみました。
※本記事から２か月後の経験で判ったこと
更に、アマゾンで防水をうたった安物電池ケースを購入して、試験してみましたが、数分で水漏れしました。市販の安い防水ケースは、疑ってかかったほうが良いです。逆に、カメラの専用防水ケースなど厚手アクリル製ものは、非常にしっかりした防水になってます。理由は以下とみてます。
①筐体の壁の厚さが３ミリ以上あること（圧縮による変形が少ない）
②シールゴムの当たり面がつるつるしているもの（シールとの密着性が良い）
③フタの締め付け圧力が高い（ロック機構がしっかりしている、閉める力が大きなものがよい）
●タカチ IP６８ 防水ケース WPー１１－１５－４を水漬試験
https://www.takachi-el.co.jp/products/WP
IP68規格は、水漬け１ｍで２４時間となってます。
M2.5のネジ６本でフタを締め付けるだけですが、トルク指定があって、０．２５～０．３５Nmで締めることになってます。
※２０２３年１２月１７日 ついに防水Ｏリング構造成功しました。Ｏリング溝を角型でなく丸型にして面接触にすることで３D造形の面粗さをカバーする原理です。
※２０２３年１２月１３日追記 ３DプリンタでRTKシステム防水ケース設計始めました。３DPケースにφ１００のOリングの溝を設けて、蓋はアンテナのグランドプレーンアルミ板を８個の六角穴ボルトで圧着します。
既製品は、圧着ねじが貧弱なので圧着不足だったと思うので自作ケースはがっちり圧着してみました。初回試作なので、２０２３年年末までに何回か造形します。記事を追っていただければ最終完成品がみれます。
記事はこちら
●結果
１回目：適当にねじ締めしてみ、１０ｃｍ深さで２時間漬けてみたらなんと水が入ってしまってました。
２回目；目いっぱいネジ締めしてやり直しました。
しかし、若干の水滴が浸入してしまってました。この製品のスペックは、ネジの締め付け具合で全然ダメになることがわかりました。トルクレンチでしっかり締めないといけないトルクですが、M2.5の細いネジでトルク管理をすること自体、機械設計の常識と外れていると思います。タカチ社に聴いてみたいと思います。
●考察
防水シール構造は、相当高い圧力で均等に締め付けられる構造に設計しないとダメなことが判りました。
ネジもM3とかM4で、フタとハコも剛性を保って高トルクで締めても、変形して隙間がμｍ単位で発生しないように設計しないといけませんので、結構かさばる構造になってしまいます。
基礎実験用に沢山３Dプリントサンプルを作って開発を進めていきます。
●以後
１０月は後半は旅行に行ってしまうので、１１月から本格的に開発していきます。
