木工職人は 3D プリント設計の問題のほとんどをすでに解決しています

3D プリントと木工加工は非常に似ていることをご存知ですか?実際、それらはあなたが思っているよりもはるかに似ています。私は 3D プリントよりも木工のほうが長いですが、これらは 3D プリントを次のレベルに引き上げるために盗むべきだと思うコツです。

印刷する前に木目を読んでください

レイヤーラインは、3D プリントのショートグレインのバージョンです

私は何年も木工をしていますが、早い段階で学ぶことの 1 つは、木目の方向が重要であるということです。何かに大きな重量を載せる場合は、短い木目の部分を横切ることは望ましくありません。なぜなら、短い木目は弱い部分の 1 つだからです。長い木目に重みを置くのは、そこに強度があるからです。

3D プリントの場合も、前提条件は非常に似ています。プリントはレイヤー間の継ぎ目で切れるため、荷重がその継ぎ目を横切るとフック、ブラケット、またはクリップが切れます。私自身、3D プリントを初めて始めたときにこの問題に何度か遭遇しました。3D プリントよりも木工のほうが長いにもかかわらず、最初は理解できませんでした。

上の写真では、右側の S が垂直に印刷され、層の線が軸を横切っています。左側の S は、軸を通るレイヤー ラインで平らに印刷されました。

どちらも意図したとおり壊れましたが、垂直に印刷されたものは層の線で非常にきれいに壊れたのに対し、平らに印刷されたものは壊れるのにかなりの力が必要で、きれいに壊れなかったことがわかります。

疑わしい場合は、レイヤーの線が適切な方向に向いていることを確認してください。強度をさらに高めたい場合は、壁をいくつか追加しても問題ありません。

最初にスクラップでテストカットを行います

10 分間のテスト印刷は、8 時間の失敗を克服します

私が木工で必ずやっているもう一つのことは、まずテストカットをすることです。伝統的な木工、CNC 加工、レーザー切断のいずれを行っている場合でも、何かの生産に入る前にテスト カットを検証することは私の日課の一部にすぎません。

こうしたテストカットはさまざまな理由で行われます。その 1 つは、プロジェクトに適合しているかどうかを確認することです。私は以前に間違いなく寸法を間違えたことがあり、実際の製品を台無しにするところでしたが、安価な製品でそれを捕らえました。これは、CAD (コンピュータ支援設計) で CNC 加工を行う場合に特に当てはまります。

3D プリントでもそれは同じで、私は実際に早い段階でこれを学びました。私は初めての 3D プリンターを手に入れたばかりで、3D プリントと 3D デザインのスキルをテストするために、カスタム デザインのリョービ 18V バッテリー ホルダーをいくつか作成していました。

4 個単位で販売したかったので、ホルダーを 4 個印刷しました。合わなかったのです。希望どおりにダイヤルするまでに約 10 回の繰り返しを行う必要があり、最初の 4 つのバッチで時間を無駄にし、次にホルダー全体を最大出力で印刷するのに時間を浪費した後、より良い方法を見つけました。

現在、テスト印刷プロファイルを使用しているので、通常の設定と比較して驚くほど速く印刷できます。また、すべてを実行する前に、印刷物を必要な部分だけスライスして、フィットチェックを行います。

最近では、クリアランスの確認や面取りによるエッジの緩和から、全体的なデザインの確認まで、テスト プリントを頻繁に行っています。 3D モデルを最初からデザインする場合、通常、完全に作業を開始する前に 5 ～ 10 回のテスト プリントを行います。

小規模なテスト印刷により、何時間もの時間を節約し、大量のフィラメントの無駄を節約できます。

ダボとほぞですべてを整列させます

ピンは立てずに寝かせて印刷してください

木工では、通常、パーツをシームレスに組み合わせる必要があります。技術的には 2 つの木材を接合して、すべてを平らに研磨することもできますが、それは私の考える良い時間とは言えません。

代わりに、通常はダボやほぞを使って物事を整列させます。ダボは基本的に、位置合わせのために 2 つの穴に挿入できる棒です。ほぞは通常、ほぞ穴と組み合わせられます。ほぞは 1 つの部分から突き出ており (ただし、その部分に組み込まれています)、ほぞ穴は一致する穴でほぞを受け入れます。

3D プリントも同様に機能します。ほとんどのスライサーには、大きすぎるモデルを分割して、パーツを取り付けるためのダボやほぞ穴、ほぞ接合部を生成できる分割操作も組み込まれています。

木工職人がダボやほぞ穴を使用するもう 1 つの理由は、接着面がより多くなり、より強力な接着が得られるからです。 2 つの平らな面が単に接する代わりに、それらを結合するダボまたはほぞ穴とほぞがある場合、それは単に追加の表面積を提供して保持力を高めます。

ピンを立てて印刷するのではなく、横にして印刷することを覚えておいてください。ピンが立って印刷されている場合、前述の木目方向の説明と同様に、層のラインに沿ってピンが弱くなります。

アリ溝により特大プリントが可能

木で切ったことがありませんが、アイデアは完璧に翻訳できます

何年も前、物を固定するためのネジや PVA 木工接着剤がまだ存在しなかった時代がありました。当時は、ダブテール (場合によってはダボ、ほぞ穴、ほぞ) が部品を互いに取り付ける主な方法でした。

ダブテールはかつては鳩の尾とまったく同じように見えましたが、最近ではさまざまな形があります。ダブテールは多かれ少なかれ、小刻みな動きや動きを許さない形状を持つある種のジョイントに関連しています。

3D プリントでは、スライド式アリ溝ジョイントを使用すると、実際のビルド プレートより大きなパーツを作成できます。伝統的なダブテールジョイントのくさび形は、それ自体でピースを完璧に整列させます。ダイヤルインすると、ダブテールを摩擦嵌めにすることもでき、接着剤を必要とせずに固定することができます。

ダブテールの良い点は、摩擦嵌めを調整することができれば、将来何らかの理由で必要になった場合にその部品を分解できることです。

ヒートセット インサートはプリンターのネジ付きインサートです

本物のねじ山はプラスチックに直接ねじ込むのに勝ります

たとえそれが木製であっても、金属製の糸が入った家具を組み立てたことがあるなら、あなたはネジ付きインサートを使用したことになります。金属製の糸は木製の糸よりも長期間の使用にはるかに優れているため、木工職人は長年にわたって、分解して再び組み立てるために作られた部品にネジ付きインサートを使用してきました。

3D プリントにも、同じ種類の原理が当てはまります。技術的には、ネジ山付きインサートを 3D プリントで使用できますが、インサートはネジのようにねじ込むだけで内部にネジ山があるだけですが、より良いオプションとしてヒートセット インサートがあります。

ヒートセット インサートは、プラスチック部品に金属ねじを追加するために特別に設計されています。これらは長年にわたって使用されており、3D プリンティング コミュニティでも実証済みの定番品です。通常、ヒートセット インサート用に 3D プリント部品に追加する穴のサイズを小さくして、適切にフィットするようにします。グリップするのに十分なプラスチックが確保できるように、穴の周囲に追加の壁や周囲を設けるのもよいでしょう。

ヒートセット インサートを使用するには、はんだごて、ヒートセット インサート チップ、およびいくつかのインサートが必要です。 Amazon ではかなり安価で、さまざまなサイズのバンドルで販売されていることが多いため、さまざまな部品に使用できるインサートが大量にあります。

木工職人はこれらの問題のほとんどをすでに解決しています

結局のところ、3D プリントは単なる製造プロセスであり、木工職人は何千年もの間、物体を製造してきました。 3D プリンティングは、製造プロセスを木材での作業からプラスチックでの作業に移行するだけであり、多くの技術がクロスオーバーします。

したがって、木工職人や大工で 3D プリントを試してみたいと思っている人は、ぜひ挑戦してください。あるいは、3D プリントが趣味で、木工や大工仕事に挑戦してみたいと考えている人にとって、今が始めるのに最適な時期はありません。