1.PLA×挿入 「3Dプリンタ パーツ結合方法を考える」

3Dプリンタ

自由な造形物を造ることができる3Dプリンタにおいても、
サイズや形状の制約がある場合が見受けられます。
この記事では、3Dプリンタで印刷した部品同士の結合方法について紹介していきます。

私は現在「Flash forge finder」という3Dプリンタを使っていますが、最大印刷サイズは140x140x140mmと決して大きくありません。
それ以上の大きさの印刷物を造るためには、製品をいくつかのパーツに分解し印刷してから組み立てなければなりません。
今後のためにも、パーツの結合方法を研究しながら紹介していきたいと思います。

今回試しに作ってみるのは、何の変哲もないシャフトです。
簡単ですが、私の3Dプリンタではオーバーサイズなので造形できません。
サイズ:φ25 x 150mm

1. 75mm x 2個に分割して挿入してみる クリアランス0.2mm

ひとまず75mmのシャフト2個に分けます。
それぞれに凹凸部分をつけ、はめ合わせるようにします。
凹凸どちらも同じ大きさにしてしまうと、うまく入っていきません。
なので、クリアランス(隙間)をつくるようにします。
今回は凸側をφ9.9、凹側をφ10.1にしました。

はい、できあがりました!

印刷してみると、実際の寸法は
以下のようになりました。

凸側 設定値 φ9.9 → φ9.75
凹側 設定値 φ10.1 → φ9.9

実際のクリアランスは0.15mm程度

膨張などで寸法変化は起こりますが、0.2mmはちょっと誤差が大きいかもしれませんね、、
寸法誤差についても、また改めて記事にしていきたいと思います。


はめ合い具合を動画に撮りました↓

この程度の隙間ですと、スッと挿入できます。
振っても取れませんが、簡単に抜くことができます。

2. クリアランスを小さくしてみる

次はクリアランスを狭くしてみます。
凸側のサイズは変えず、凹側の直径を0.1mm小さくします。



今回の実測値は以下のようになりました。

凸側 設定値 φ9.9 → φ9.75
凹側 設定値 φ10 → φ9.8

クリアランスは0.05mm程度

こちらも動画にしてみました↓

こちらは結構硬いです。取ることはできますが、先ほどの物より少しだけ力が要ります。

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まとめ

今回は”挿入”にて部品を結合してみました。
結合方法としては非常に簡単ですが、結合力は弱いです。

PLA自体、荷重がかかる用途はあまり向いておりませんが
支柱のように縦方向の力であれば、ある程度耐えることができるかと思います。
より強度を求めるのであれば、隙間をなくし”軽圧入”にて結合するのもいいかもしれません。

次回は”おねじとめねじ”にて検証してみたいと思います。

→第二回はこちら 2.PLA×タップ「3Dプリンタ パーツ結合方法を考える」