3Dプリンターでねじ(ボルト、ナット)を作る

 個人向け3Dプリンターの勉強も兼ねていろいろ作成中です。適当なサンプルばかり作っていても勿体無いので、今回はねじ(おねじ、めねじ)を作って精度も確認してみました。

 

 ねじとなると、ある程度嵌め合い精度も必要ですし、個人向け3Dプリンターでどれくらいやれるのかも興味があるところです。(機種でまちまちだと思いますが・・。)

 

 3DプリンターはHICTOPの「3DP-22」を使用してます。

 

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3Dモデルの準備

 3DCADは実質フリーの「Fusion360」を使用してます。(Autodeskのギャラリーに3Dモデル作品をアップしてます。よければご覧ください)

 

 で今回はボルト、ナットの3Dモデルを作図します。

 

 Fusion360にはおねじ、めねじをモデル化するコマンドが準備されており、作図するだけなら非常にかんたんです。ですが今回は、ねじコマンドを使わずに作成したモデルで3Dプリントしました。

 

 まずはねじコマンドを利用する場合。

 

▼ねじコマンド▼

 このような感じで規格もののねじであればねじ切りを行いたい面を選択し、サイズを決めるだけで形状へ反映してくれます。非常に便利で簡単です。

 

▼ボルト、ナットの3Dモデル▼

 コマンド使って、呼び径M8のISO規格でボルト、ナットをモデル化してみました。コマンド一つで作図するので瞬殺です。

 

 ただ規格もののねじなので少し形状が凝ってます。遊び(クリアランス)も融通効かないですし・・。呼び径が小さいと3Dプリントでこの精度は厳しそうです。

 

 ですので今回はねじ切り部は自分でなるべく簡素に「遊び」を持たせてモデル化したいと思います。

 

▼コイルコマンドを使用▼

 らせんパイプを作成する「コイル」コマンドを利用して、ねじ切りを作成します。「おす」「めす」それぞれをベースの形状に結合、切り取りで作成します。単純な形状でねじ切り部を作ります。これなら遊びも簡単に設定できます。

 

▼単純な、えせボルト、ナット▼

 ねじ切り部がだいぶ簡素な形状になってます。嵌め合いは全周0.25のクリアランスを持たせて3Dモデルを作成。今回はM8相当のサイズでモデル化してみました。これでも少し成形が厳しいかもしれませんがこのデータで3Dプリントしてみます。

 

ボルト、ナットの3Dプリント出力

 

主な印刷内容はこのような感じです。

機種    :3DP-22
スライサー :Cura
フィラメント:PLA
ノズル温度 :210°
ベッド   :65°
レイヤー  :0.1
印刷速度  :60mm/s

 

▼で印刷した物はこちら▼

 印刷自体はわりときれいにできてると思います。

 

 で肝心な嵌め合いはというと・・・。

 

▼嵌め合い状態▼

 きつくもなく、ゆるくもなく非常に良い感じで成形できてます。悪くない嵌め合いです。一発でここまでうまくいくとは思いませんでした。

 

 廻りの形状による収縮や変形もあると思いますが、これくらいのサイズ感であれば、嵌め合い関係の部品クリアランスは0.25程度を基本に設計でもいけそうです。

 

 未だ数回ほど作成しただけですが、今のところおおきなトラブルや失敗にもあっていないですし、思ったより3Dプリンターの出力精度が素晴らしいです。まだまだいろいろ作って勉強したいですね。

 

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