木材加工実験 5

木材加工実験の５です。

今日はチークです。
学術名：Tectona grandisです。南アジア（インドから東南アジアなど）にかけて分布し、
家具などに使われる硬めの木です。
黒めの色合いでまっすぐな木目が落ち着いた印象です。耐水、対虫です。

強度100%
速度4.0/3.5/3.0/2.5/2.0%です。
前回同様網目状の加工で比較しました。


2.0%は少し炎がでていましたが燃えているというほどではなく、比較的煙が多くでます。

表面

加工裏面

白い煙が出ていたせいか貫通していないところがあります。
チーク材の場合速度2.0ぐらいがちょうどいいようです。

曲がり具合

貫通していないところがあったせいかあまり曲がりません。
曲がり具合を測ってもよかったのですが、その前にあっさり折れました。
あまり曲げすぎると壊れます。

CubeXの評価

３DプリンタのCubeXに関してです。
今までも思うところはあったのですが、保証期間内だしもう少し長い目で見てみようかと思っていましたが、ようやくCubeXの保証期間が過ぎました。

率直な感想としては、「駄目な機械」です。

但し、値段に見合ってないという意味ではありません。

日本メーカーの作る機械の高い水準に慣れすぎたのかもしれませんが、そもそも製品として納得できるレベルではないように思います。

そもそもトラブルが多いです。

ここ数か月の主なトラブルについて挙げてみます。ほとんどすべて純正品使用時に起きたものです。

• ヘッド破損×３
• 1回目：フィラメントがノズルヘッド内部でずれているため、うまく入って行かないという説明をされました　→　ヘッドをはずして中の折れたフィラメントを除去して解決
• 2回目：ノズルヘッドが積層しているオブジェクトにぶつかり折れる　→　交換して解決
• 3回目：2回目と同様　→　交換
• フィラメント
• PLAが頻繁に折れる
• 日本のような気候だ（湿気が多い）とうまくいかないことが多いとのこと　→　折れるたびに付け直し。というか折れない工夫をしてから製品化するべきでは？
• フィラメントがまだ残っているにも関わらず出てこない
• フィラメントのカートリッジを開けると巻き方がいい加減で引っ掛かっていた　→　引っ掛かるたびに少し緩めてまき直し。一般ユーザがそこまで簡単に気づくとは思えない
• 造形台上下位置
• エンジニアが上下位置を調整しに来てくれたが、その後出力するとノズルが台に当たり台が傷つく　→　自分で調整して解決。マニュアルをよく見て自分で責任をもって調整すべき。　（これはCubeX自体の問題ではないですが）
• 調整しようとしてもノズルが造形台に激突　造形台上下位置のセンサー（金属部品）が取れているのが原因　→　よく報告されているエラーらしく、造形台交換で解決
• 更に言うと、台を交換してもらっても台がうまくはまらない　→　留め具のねじを緩めて調整しましょう　と言われその通りにして解決　（いまいち納得いかないけどうまくいったからまあいいかという言うことになった）
• これが原因でノズルに亀裂が入ったのではないかと思われる

いろいろと問題がありそうです。

いずれにせよこの機械は駄目な感じです。

Lecture

先日、大学内でfabricationに関する有志のレクチャーをする機会がありました。
fabricationというのは日本語にすると「モノづくり」といった感じです。

最近巷の「モノづくり」に関する関心はかなり上がってきているように思います。
幸運にも、僕は3Dプリンタやレーザーカッター、CNCを自由に使える環境にありますが、多くの人にとっては高価な加工機械であるのでまだ遠巻きに見ているという状況のようです。

まだ少数ですが技術者以外でも使い始めている人たちが出てきて、
様々な面白いものを作り出し、普及活動を行っているという状態です。
ただ、特に３Dプリンターに対して過剰な期待を持っている人たちも多いように思います。

つまり、過剰な期待を抱いている人たちにとっては、３Dプリンタやレーザーカッターは「誰でも」「何でも」「簡単に」つくれてしまう機械のような印象を持たれている感があります。
３Dプリンタもレーザーカッターも、かなり使いやすい便利な機械だとは思いますが、それぞれに使うためのノウハウがあります。

そこのむずかしさはなかなか理解されにくいように思います。

木材加工実験 4

木材の加工実験してみましたので、今日はそのレポートです。

今日の素材はケヤキです。
ご存知の通りケヤキは日本で自生し流通している木材です。
関東なら普通にそこらへんに生えています。

比重はそんなに高くありませんが、硬めの木です。
広葉樹で学術名はZelkova serrataです。

素材は東急ハンズで購入して使用しました。
5mm厚で規格が統一されているのが実験に都合良いです。

強度100%で速度を4.0%/3.5%/3.0%/2.5%/2.0%/1.8%(図の下→上）
としました。
速度が遅いほどエネルギー密度が高くなります。つまり1.8%が最も単位面積当たりのエネルギーが高いです。

表面裏面

図の上の方ほど火力が強く（速度が遅く）なっています。

これまでの加工からもわかる通り、速度を落としすぎると炎上し炭化してしまいます。
かといって、速度を落とすと貫通しなくなってしまい、加工が面倒になります。
そのため、貫通しつつ炎の出ないパラメータを探す必要があります。
更に、木材は多種多様で燃えやすい木もあれば燃えにくい木もあり、レーザ加工に都合がいいかどうかは通常のCNCなど切削の都合とは異なります。
そのため、種類によってそれぞれ試す必要があります。

いままでは単純な直線や鋸型の切断をしてきましたが、線の密集した細かい加工は熱量がたまりやすいせいか炎上しやすいという性質がわかりました。
そのため、今回は網目状の加工をしてみました。

線分の長さは10.0mmで段違いにしています。
5段分同じパラメータで加工しています。
線分間の距離は縦方向横方向共に2.0mmとしました。


加工中の様子ですが、
炎は2.0%以下（2.0%と1.8%）で出ていました。
表面と裏面が黒く焦げています。
しかし炭化というほどではありませんでした。

3.5%以上ではレーザーが貫通していないところもあるため、ケヤキでの最適な加工パラメータは速度2.5か3.0%ぐらいです。

こんな風に曲がります。

曲がる木

網目状にレーザ加工してみました。

加工面

使用したのはケヤキ材です。
実験として試したので上の方は少し焦げてますが、特に問題はありません。
実験の話はまたあとでレポートします。

普通の木ですが、曲がるようになります。

こんな風に曲がります。

あまり強く曲げすぎると壊れます。

case 5.2

前回木箱を設計して、蓋の加工まで行きました。
今回は底板と側面です。

今回、側面手前側の板を加工しました。

左が手前側面、右が底面

カリン材を使いました。
側面のでっぱりは蓋に合わせて使います。
今回の側面と底面は比較的単純なのであまり気にしなくていいのですが、込み入ってくると
カリン材は燃えるのでレーザーの調整に気を使います。
蓋だけは細かい加工に自信がなかったのでパオロッサを使いましたが、
カリン材を使ったのは香りがいいのと、狂いが少ないからです。

強度100%速度1.6%です。


今回はそんなに難しい加工ではありませんが、
蓋と合うように設計するのが結構苦労しました。

側面左右の方が気を使う加工なので、加工して次回にレポートします。

case 5.1

これまでアクリル材で箱を作ってきたのですが、材料を変えて木材で作ってみます。
これまでの箱シリーズもどうぞ

• １　ペンケース
• ２　コーヒーケース
• ３　曲がるケース
• ４　蓋つき

いままでのアクリルでは曲げることによって全体の構造の安定性を保ってきました。
しかし、木材はアクリルのように曲げられないので、崩れない構造を考える必要があります。

ところで、ブログはできるだけ毎日更新しようと思っているのですが、
凝ったものを作ると完成までに時間がかかるようになってきました。
すると記事を書くのも遅くなってしまうので、全部完成する前に小出しに記事にしてみます。

なので今日は蓋だけです。

題名も5.1でバージョン番号みたいになっています。側面とか底面などはまた今度作成して記事にします。
まずは完成品の写真からどうぞ。

アラビア風模様です。
ところどころ切り抜きができていなくて残っていますが、レーザーの強度調整が難しく今後の課題です。
しかし、自分としてはこれも味があってよい思うので蓋としてはこれで完成としました。



素材ははがきサイズ(100mm×150mm)を使用するので、以前作成した固定台を利用します。

パオロッサ材

加工中

強度100%速度1.6%です。
結構煙出ました。
細かいので結構時間がかかります。

加工途中

裏面

裏を見ると途中で炎が出たおかげで黒くなっていますが、拭くと炭はある程度取れます。