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【JLCCNC / 電子工作】初めてのアルミ削り出しに挑戦!JLCCNCでテスタースタンドを製作してみました

昨年末あたりから、JLCPCBの加工サービスであるJLCCNCを利用し、板金(シートメタル)製作を試すようになりました。

3Dプリントとは違った金属ならではの質感や剛性、樹脂製では味わえないあの金属感に完全にハマってしまい、今ではPCB用のケースやパネル、ちょっとした治具などを作ったりと、気が付けばかなりの頻度で利用するようになりました。

自作基板と合わせて発注できる手軽さも気に入っています。

JLCPCBのCNCサービス、JLCCNCで板金加工(Sheet Metal)を試してみました!
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【JLCNC / JLCPCB】シンプル構造は板金(シートメタル)で!JLCCNCの板金加工でアルミ製スタンドを製作してみました

そして今年は、さらに一歩進んでCNC削り出しにも挑戦してみようと考えていました。

板を曲げて作る板金とは違い、塊から削り出して形にする世界・・・、気にはなっていたものの、なんとなくハードルが高そうでこれまで後回しになっていた分野でもあります。

そのような流れから、今回自身初となるCNCによるアルミ削り出しパーツの製作に挑戦してみました!

JLCCNCでアルミ削り出し テスタースタンドを製作!

今回製作したもの

今回製作したものは、普段電子工作で愛用しているデジタルマルチメーター(KAIWEETS KM601)の専用スタンドです。

手頃な価格ながら機能も充実しており個人的にもかなり気に入っていて、現在2台所有している便利なテスターです。

【電子工作】KAIWEETS KM601スマートマルチメーター。大型カラーディスプレイで表示が見やすくオートモード搭載の非常に使いやすい便利なデジタルマルチメーターです!

このテスターにフィットするスタンドは、以前すでに3Dプリントパーツとして製作しており、今でも常時そのスタンドとともに使用しています。

角度や置きやすさにもこだわって設計したこともあり、かなり使いやすくお気に入りのアイテムです!

モデルデータ(3Dプリント用)はThingiverseでも公開しています。
KM601ユーザーの方で興味があれば、ぜひ一度試してみて下さい!

KAIWEETS KM601デジタルマルチメーターの立て掛けスタンドを作ってみました!【STLデータ公開】

そして今回は、この愛用しているテスタースタンドをCNCによるアルミ削り出し仕様として新たに製作してみることにしました。

上記3Dプリント版で使い勝手は確認済みなので、そこからさらに金属パーツにより質感や重量感などを高めたらどうなるのか・・・
そんな興味も今回の製作理由のひとつです。

上記モデルデータの使い勝手やフィット感については、すでに3Dプリント版で確認済みです。

ただ、3Dプリントパーツとして製作することを前提に設計したデータだったため、出力のしやすさや組み立てやすさを考慮し、2分割構成としています。

今回はCNCによるアルミ削り出しで製作するため、パーツ全体を一体型の形状へ変更しました。

また、3Dプリンタでの造形では寸法がわずかに太る傾向があるため、以前のモデルにはフィット調整用として約0.2mmのオフセット値を加えていました。

今回はその補正も不要となるため、そのあたりも含めてCNC加工向けのモデルデータとして作り直したものとなります。

JLCCNCに発注

作成したモデルデータ(STEP形式など)をJLCCNCのサイトへアップロードし、材料や表面仕上げ、数量などの項目を選択して発注を進めていきます。

基板発注に近い感覚で進められるため、JLCPCBを普段利用されている方なら、初めてでも比較的分かりやすい印象です。

今回、素材に[アルミニウム(Aluminum 6061)]を選択、表面仕上げオプションに[アルマイト(Bead blasting + Anodizing)]、カラーはマットなスカイブルーを選択しました。

CNCの発注では、項目を選択した時点で機械的な概算見積もり価格が表示されます。

ただ、この金額はあくまで仮の見積もり価格となり、発注後に行われるエンジニアによるデータチェック(レビュー)の結果によって価格が大きく変動する場合があります。

MEMO
上記画像は、数回データ修正を行った後、最終的に発注したモデルデータを使ったものです。

今回、CNC向けの設計自体が初めてだったこともあり、ここからかなり手探り状態で進めていきました。

そのため、レビュー結果を受けてモデルデータを修正し、再提出するという流れを5~6回ほど繰り返しています。
初回から一発OKというより、やり取りしながら完成度を上げていくイメージに近いかもしれません。

CNC加工では、加工のしやすさがそのまま価格に直結します。

例えば、フィレット径をある程度統一しておくと、使用する工具(エンドミル)の交換回数を減らせるため、加工時間の短縮につながります。

逆にフィレット径がバラバラだと、その都度異なるサイズの工具へ交換する必要があり、サイクルタイムが延びて加工費も上がりやすくなるようです。

こういった点は、3Dプリント設計とはかなり感覚が異なる部分です!

また、CNCの回転工具は丸いため、内側の角を完全な直角(ピン角)に加工することはできません。

そのため、どうしても角を直角にしたい場合は、放電加工(EDM)など別工程が必要となり、一気に価格が跳ね上がることもあります。

今回のモデルでも、Tスロットカッターのシャンク(柄の部分)が干渉してしまう箇所があり、モデルデータを修正するか?
それとも追加コストをかけて放電加工(EDM)へ変更するか?
といったやり取りもありました。

何度かサポート担当の方とやり取りを行い、5~6回ほどデータ修正を重ねた結果、最終的に欲しい部分の寸法を変えることなく、上記画像に近い価格で発注することができました。

寸法条件など3Dプリントとは全く違う視点での確認が入るため、このやり取り自体が非常に勉強になり、CNC加工において設計の工夫はコストに直結することを今回学びました。

また、このレビュー段階で「データ修正が必要か」「別加工オプションにするか?」といった提案をしっかり確認してもらえるうえ、レビュー通過後に最終金額が確定した時点で、支払いを進めるか、またはキャンセルするかを選ぶこともできます。

CNCの設計・発注が初めてだったこともあり、製造に進むまでにかなりの時間がかかってしまいましたが、今回の私のようにCNCを初めて利用する場合でも、JLCCNCの発注&レビューはかなり安心して進められる仕組みだと感じました。

最後に!

以前から気になっていたCNCによるアルミ削り出しに、今回初めて挑戦してみました!

3Dプリントや板金加工とはまた違い、設計の工夫が加工方法や価格に直結する・・・

今回は初めてということもあり、技術的に深い内容まではあまり書けませんでしが、レビューでのやり取りやデータ修正なども含め、想像していた以上に学びの多い製作となりました。

そして完成したアルミ削り出しスタンドは、見た目の質感はもちろん、重量感や剛性など、3Dプリント版とは全く違った満足感があり、普段使っている道具が少し良いものになるだけでも、電子工作の楽しさはかなり変わってきますね!

CNC加工は少しハードルが高い印象もありますが、レビュー体制もしっかりしているため、初めてでも思っていた以上に安心して進めることができました。

今後も、板金加工・3Dプリント・CNC削り出し、それぞれの特徴を活かしながら、用途に合わせて使い分けていければ面白そうです。

何かの参考になれば幸いです。

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