レーザー加工ワークショップ

Laser Cutting Xmas Party 2011 @FPGA-CAFE

工房Emerge+について• 2011/6 個人事業主として開業

• レーザー加工受託サービス加工機：trotec社Rayjetイラレなどの加工データをメールでやりとり

• レーザー加工を使った商品販売2011/11 オンラインショップにてスナップオン・エンクロージャ販売開始

• マイコン応用製品の開発・販売まだ始めてません。

レーザー加工受託サービス

• 材料調達もレーザー加工機操作もおまかせ

• ガイドライン割引加工サービスの提供Emerge+で規定したガイドラインに沿ったデータであれば、材料代＋加工料金のみA5:¥1,000、A4:¥2,000、A3:¥4,000

• (本職の)学生さんは加工料金半額サービス

• MTM07での展示品でも多数(?)納入実績

MTM07の納入実績

• 「はかるひと」

• 「人力飛行機 電装コミュニティ」

• 「なんでも作っちゃう、かも。」

• 「中村屋ファクトリー」

• 「G.I.M.I.C Project」

CO2レーザー加工機trotec Rayjet 30W 1.5inchレンズ

ポイント！ 最近は安いレーザー加工機も入手出来るようになりましたが、排気と騒音対策はちゃんとやりましょう

CO2レーザー加工のメリット

• アクリルやMDFなどを精度良くカットできるカットしろは0.2mm程度

• 高精細な彫刻が可能これも材料によるがアクリルで333dpi程度オリジナルのロゴやデザインを彫刻できる

• 他の工作機械に比べ、段取りが少なく、プリンタのように使える気軽にプロトタイピング出来る

• 加工時間が短い

• 大きな加工くずが出ない

• レーザー部分についてはメンテナンスフリー

CO2レーザー加工のデメリット

• 素材を選ぶ

• 素材に合わせた加工パラメータを探すのが大変

• 素材が燃える時がある

• きちんとした排気臭、粉塵の発生対策が必要

• 板ものしか加工出来ない(彫刻は曲面も可能)

• カットは出来るが溝を掘ったり斜めカットは出来ない立体的に作れる形状に大きな制約がある(板の組合せのみ)

• レンズ特性により、カット面は垂直ではない(板が厚いほど顕著)

• カット面にレーザー痕が残る

• カット面(あるいは周辺)に焦げ・浸食・ヤニが発生する

CO2レーザー加工対象

アクリルのこと• レーザー加工にもっとも向いている樹脂

• ガラス以上の透明度

• 耐環境性が高い

• キャスト材は板厚のバラツキ大きい ±20%

• 押出材はレーザー彫刻がくっきり出ない

• 有機溶剤を使うと簡単にヒビが入る

MDFのこと

•入手容易で安価

•寸法が規格化されている

•平面度も高く、大きな面積

•木工用ボンドで接着出来るので箱組みしやすい

加工データの作り方その１

レーザー痕対策・ハニカムテーブルの反射痕を避ける目的　テーブルから浮かせる→カットで下に落ちる・色分けでカット順を制御(赤線は青線より先)

加工データの作り方その２

(経験的に)部品間の距離および部品の最小幅を板厚より大きくする

・レーザーの熱で溶け・ゆがみが発生・先に下に落ちた部品をレーザーで傷める

加工データの作り方その3

テキストはアウトライン化する・Emerge+で保有していないフォントは加工出来ない

加工データの作り方その4

写真・イラストの扱い・基本はそのまま貼り付けてよい→グレースケール8階調・ただし、材料によって全く異なる見た目・仕上がりもそれなりな感じ、イラストやロゴはキレイ・アクリルでグロスな感じにしたい場合はミラーに

箱の作り方いろいろたぶんもっとたくさんあります

• サンドイッチタイプ

• あられ組み

• 枡組み

• ほぞ接ぎ組み

• ノックダウン接ぎ(ボルトナット)組み

• スナップオンタイプ

サンドイッチタイプ

• 上板と底板で基板をサンドイッチ。間はスペーサーを入れてネジ止め

出展：Avionics for HPA 人力飛行機の電装系の製作日誌http://hpaavio.blogspot.com

出展：Project fenrirhttp://fenrir.naruoka.org

あられ組み

出展：なんでも作っちゃう、かも。http://arms22.blog91.fc2.com

枡組み

• 切り込みを入れた板同士を組み合わせる

ほぞ接ぎタイプ

• 凸部を凹部に差し込んで固定する

ノックダウン接ぎタイプ

• ナット埋め込み溝を作り、ボルトで固定

スナップオンタイプ

• 外れない程度の溝に板をはめ込んで固定

設計ノウハウアクリルが割れないようにするために

• スロットタイプを選択する時は、経験上アクリルは最低3mm厚が必要

組み合わせて

こんな土台を作りたいのですが・・・

溝の嵌め合いがキツイと簡単にアクリルは割れます。

設計ノウハウアクリルが割れないようにするために

• アクリルの歪み応力を逃がす工夫

• 寸法決めはレーザーで正確に出せるところに任せる

角Rがキツイとそこから最も近い距離のところで割れちゃいます。だから如何に応力集中を逃がすか？がカギ

これも応力を分散するワザ

四角の寸法をきっちり決めるのは底板に

任せてここはユルユルに設計します

今日作るのは

• スナップオン・エンクロージャ for Arduino です。

http://www.emergeplus.jp