既製品でも、締め付け圧力が不足すると簡単に水の侵入を許してしまう事実を体験して、シールゴムでの圧縮の設計が重要と認識した次第です。
●本記事から３か月後、２０２４年１月２０日に漸く手づくりゴムシールで防水構造完成しました。
ポイントは、寸法精度の悪い自作シールゴムでも１点に応力集中させることでシール性を確保することです
＝＞何回か開け閉めしていると漏れることが発生したので、観察すると、ゴムシールを溝に載せるときにずれてしまうと圧縮が不足する部分が発生して漏れます。そのため、ゴムシールは、溝より細目にして、確実に溝の中に居て圧縮されるように組み込むことが重要です。
こちらの記事をご覧ください。３Dプリントのメリットを生かしたかまぼこ型シール溝が効果絶大です。
3Dプリント造形では、JISの規格外（表面粗さ、剛性）なので、JISで作った溝では溝漏れしてダメです。
※２０２４年１月７日（３か月後の結果 防水試験をやりながら改良するのでか月単位でかかります）
いろいろ造形して、シール溝で防水試験やったきましたが、JIS規格のシール溝では、全然役にたちませんでした。３D造形物がJISレベルの物ではないからです。
原因１：表面粗さが粗いので、数十μｍも凹凸があればそこから水が浸透してしまう。＝＞コーキング剤埋め対策
とＯリングのつぶし量は最大にする。φ３で１，１ミリつぶしてます。
原因２：シールゴムをフタをネジ締めで圧着すると、全体が変形して、逆に隙間が発生してしまう場合があって
シール部の造形形状は、円柱状で均一な壁厚さにする必要が＝＞壁を厚く５ミリ以上
原因３：シール部以外に、全体的に壁から水が浸透するので、防水剤の厚塗りが必須です
使った防水剤：パジコ(Padico) 粘土用塗料 防水材 ツヤなし 100ml 2944
●最終対策：結局あちこちで、水が浸透してくるので、水性防水剤を下塗りしたあとに、ラッカースプレーを２回ほど厚塗りすることでようやく水の浸透を防止することができました。
【STA24】３Dプリント防水ケースその１１＜クリアラッカー２重塗り＞
●ゴムシールの基礎調査
ゴムのイナキの解説がシンプルで判りやすいので、ここでコピーさせていただきます。
https://media.inaki.co.jp/seal
他のリンク
①角リングの圧縮率
https://okbizcs.okwave.jp/mori.nc-net/qa/q9468322.html
②Oリングの基礎
https://sibucho-laboratory.com/basics-o-ring/
●シールと溝の設計方法
上記図面と計算式が重要で、圧縮代が３０％充填率が９０％で設計すればいいということです。
※２０２３年１２月１７日 JIS規格での角みぞOリングでは、３DP造形物はダメでしたが、丸溝にすることで成功しました
ついに防水Ｏリング構造を試作できました。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。
●試作用ゴムシール
今回は、四角なフタ形状のシールゴムなのでOリングなく、シリコンゴムシートから切り取って自作シールを作ることにしました。
角リングというものですが、角リングはJISにも規格がないため、Oリングの設計に準じて作ってみます。
角リングは。WEBでは、この記事しかありませんでした。
https://www.kotanikk.com/seal/tech/post-13935/
●フタとケースの設計留意点
PLAですので、曲げ弾性率が4.0GPaとほとんど剛性無いです。
鉄が210GPa アルミが70GPa付近ですので、 ５０～２０倍の剛性差ですので、
構造設計で補えるかどうかですが、金属板をインサートさせて補剛を検討します。
●以後
10月末に、角リングのシール試作して実験しようと思います。
