2014年12月30日火曜日

レーザ加工機の排気系を何とかする

 
いろいろ厚めの板も切れることがわかって喜んでいるレーザ加工機ですが、煙がすごいです。
今の加工機についている排気ファンは去年Maker Faire にいったときに日米無線電機商会で購入した Royalのブロア TB530 です。
このブロアは排気量は十分なはずなのですが、どうも風の流れが適切ではないようです。一応空気の入り口を前と横にスリット状に開けて、そこから空気を取り込んで煙ごと吸い出そうという設計思想だったのですが、残念ながらブロアのパワー不足かスリットの形状が適切ではないために吸気量が足りないようです。筐体に穴を増やして吸気量を増やすという考え方もありますが、穴を開けてもうまくいかない場合は単に煙の漏れる口を増やすだけになってしまうので最初からはやりたくありません。

で、できるだけ現状変更をしない所から順に対策をいくつか考えてみました。
まずやろうとしたのはブロアの回転速度を上げること。
TB530はACクマドリモータです。ので、電圧を変えることである程度は回転数の制御は出来ると思われます。が、これは周波数に対してすべり幅が許容される側の話ですので、増速側はどうなるのか良くわかりません。何より100V定格のモータにそれ以上の電圧をかけるのはまずいです。インバータという手もありますが、あまりに面倒です。
ので、いちばん簡単なのは速度制御が出来るモータに交換してしまうことです。

ということでばらしてどんな感じか見てみました。
まず現在のモータで回っている所の様子から。


のんびりと回っていますので、増速するとそれなりの効果がありそうです。風量は回転数に比例、吸入圧力は回転数の二乗に比例、必要トルクは3乗に比例です。手元にあるジャンクのDCモータと交換すれば何とかなるかもしれません。

ばらします。ファンを外して、


ローターを抜きます。
軸を見ながら考えることしばし。....何とかして軸を延長して交換するモータとつなぐ必要がありますが、どう見てもまっすぐにつなぐことが難しいと思われます、ファンは金属製でけっこうな重量があり、少しでも軸が曲がると発散側に変形してすぐに壊れそうな気がします。

ということで、モータの交換は却下です。


で、次に考えたのがブロアをほかの強力なものに交換するという考えです。もちろん新品を購入するなどと言う選択はこのブログ的にございません。
思いついたのは掃除機です。ターボファンですね。これならかなりの吸い込み力がありますのでいけそうです。ということで、ハードオフでジャンクの小型掃除機を購入してきました。
早速(掃除機として)動かしてみた所、これはうるさい。ある程度わかっていたことですが、小さいだけにさらに高周波が耳に突き刺さります。これが加工中ずっと続くのは耐え難いです。夜の作業も出来ません。速度を落とすという手もありますが、たとえば回転数を7割に落とすと吸い込み力は半分以下(回転数の二乗に比例)になってしまいます。これはあまり効果的では無いように思われます。

ということで、やむなく最後の手段である「筐体に穴を開ける」ことにします。
が、単に穴を開けるとそこから漏れが出るような気がしますので、ブロアよりも風量が少ない軸流ファンを使ってやり過ぎない程度に空気を押し込むことにしてみました。ついでに加工機の中にブロアに向けた空気の流れを作るようにします。

使ったのはこちらのファン。おそらくCPUクーラーか何かについていたものです。12V。


これを蓋のこのあたりに穴を開けて取り付けることにします。そして、加工機内部の対角線になる位置にもうひとつのファンを下側につけて、外気→第一ファン→Zステージ上→第二ファン→Zステージ下→ブロア→ダクト→屋外 という流れを作ることを計画します。


蓋にファンを固定してしまうと配線がつながって蓋を外しにくくしてしまいますので、ファンは加工機本体からこのような板を作って立ち上げることにします。
レーザ加工機があるとこんな板(6mm厚MDF)を作るのはあっという間です。すばらしい。


蓋のこのあたりに大穴を開けます。


ドリル穴を並べて、


つながっているところをニッパーで切ります。


ヤスリで仕上げていきます。


対角位置の第二ファンはこの位置に取り付けます。下穴を開けて、


長めのネジ(ハンズマンガラクタ市で10円)を、


このように入れて、ファンを取り付けます。


測って穴を開けたとはいえ、Zステージとぎりぎりです。この位置でZステージが昇降します。


横から見たとこ。上から下に風を送り、煙を押し込みます。


大穴を開けたところにファンを取り付けます。切り出した板にファンを取り付けて、


加工機にネジ止めします。これで蓋の取り外しは問題ありません。


第二ファンからの配線を取り回して、


先端をピンヘッダにハンダ付けして、


モータ電源の12Vにつなぎこみます。


試してみます。


煙が左にながれているのがわかりますでしょうか。なんと一発OKです。思惑通り加工機内を横切る気流を作ることができたようです。切っているのは6mmのMDFで、本来であればとんでもない量の煙が出て加工機の中が真っ白になるのですが、全く問題無しです。すばらしい。


これで厚いMDFも切り放題ですね。うれしいです。

厚めの板を切ってみました

 
これまでしばらくは2.5mm厚のMDFと5mm厚のアクリルだけを切ってきました。その程度の厚さしかきれいに切れなかったというのがその理由ですが、今回レーザ管が新しくなりパワーも上がっているはずですので改めてどの程度の板が切れるものか試してみました。
市販のちゃんとした(笑)レーザ加工機では5mmのMDFはきれいに切れています。FabLab太宰府のHAJIMEでも、FabLab佐賀のEPILOG MINI18 でも博多図工室のblaster(これは中華レーザ管のはず) でもそうでした。これらの加工機はみな30-40Wの最高出力ですので私の加工機でも5mmのMDFは切れるはずなのです。

ということで、やってみたのは近所のホームセンター Gooday(FabLab太宰府の運営主体が展開するチェーンです)で手に入る 5mmのMDF、100均の DAISO で手に入る 6mm のMDF、6mm の桐板などです。
いじめすぎたために劣化が進んでいた旧レーザ管ではまったく歯が立ちませんでしたので一抹の不安を抱えてやってみました。
まず、5mmのMDF.....  あれ、あっさり切れます。これはすばらしい。あんまりうれしくて写真も動画も残すのを忘れました(笑

で、調子に乗ってDAISOの 6mmMDF です。これが切れるとものすごいコストパフォーマンスなのでうれしいのです。何とかしたいのです。
結果...これもあっさり切れました。

切っているところです。


スピードは遅めですがちゃんと切れています。閃光と煙がすごいのでわかりにくいですね。
で、きれたものがこちら。


すぽんと抜けて、


ぱらぱらと取れます。


表面をサンドペーパーでこすってヤニを取ります。右が5mm左が6mm厚です。6mmの存在感がすごいです。厚さの半分以下の幅できれいに切れております。


抜けた破片。


さすがに斜めってますが、


ちょいとヤスリで仕上げてやれば接着に耐える面も出せると思われます。


 次は桐の板です。桐は密度が小さいので切れるだろうとは思いましたが、あまりにあっさりで拍子抜けしました。同じ速度なら半分以下の電流(おそらく半分以下の出力 ~15W くらい)で切れます。


すばらしい。


さらに調子に乗って 12mm のMDFにレーザをあててみました。


高さを調整しておりませんでしたのでちょいとピンボケですが、


ちゃんと裏まで貫通しています。ということは、切るだけなら切れる可能性もあります。焦げまくると思われます。


改めて新レーザ管のパワーを感じる実験でした。
これで6mmのMDF は加工対象の材に入れてよいですね。これは工作の幅が広がります。2.5mmの貼り合わせも良いですが、一度に切れればそれに越したことはありませんので。

2014年12月29日月曜日

【長期休み恒例】ハードオフ 福岡南部ツアー

 
毎度であります。今回も行ってまいりました。
回ったのは、いつもどおりハードオフの久留米善導寺店国分店イオン佐賀店です。総走行距離150kmくらいの遠征であります。

では早速。




といいつつ、通り道のハンズマン大野城店に寄ります。ここは外せません。



いつ来ても時間を忘れて店内を彷徨ってしまいます。
今回は蛍光アクリル板とスパチュラなど購入。


では改めて。久留米善導寺店から。ここは福岡県の中堅都市である久留米の中心部から離れている所ですが、実に渋いジャンクがあることがあり、掘り出し物では県内随一であると思われます。



奥がジャンクコーナー。


プリンタの値段はなかなか強気であります。最低が300円です。これは高い(笑


こやつはなかなか良い部品が入っているのですが500円です。500円は出せない。


カメラコーナーのところには旧式のビデオカメラがたくさんありました。肩に担ぐタイプです。どれもまだ動きそうなやつばかり。レンズとか興味ありますが、ほかの収穫が少なそうなので見送り。というかもっと安くなるまで熟成します。


ベータカムとか。


で、目に止まったのはこのシーラー。「NG」と書いてありますので動かないと思われますが、上等です。ヒータくらいは使えるでしょうからアクリル板の曲げ加工機に改造できるのではないかという気がします。300円なのでちと高いですが購入することにします。


これにて善導寺店終了。
途中で親戚の家に寄りますので道の駅久留米でちょいと買い物を。年末ということもあってかすごい人です。写真はレジの待ち行列なのですが、10人以上並んでいます。さすが年末という光景です。


さて、二軒目の国分店です。ここは値段は高いけど数で勝負する所であります。これまでに、32型液晶テレビ100円 などを購入した所です。


た、高い... ジャンクの値段じゃないでしょうこれは。


気を取り直して掃除機を物色。レーザカッターの排気がいまいち弱いのでターボファンで排気することも考えています。これくらいの掃除機は改造のベースとしてよさげであります。


なんとナカミチのCDチェンジャを発見。あのナカミチであります。


500でしたので買おうかなとも思いましたが、さすがにデジタル製品はナカミチとてそれほど違うものではないだろうと思いまして見送りました。


順番にボックスをのぞいていきます。やはり注目は「その他」であります。この箱が一番掘り出し物が入っている可能性が高いのです。ハードオフの店員様のような一般の方々(笑)には用途がわからないごみが分類される箱であります。


最後まで悩んだ顕微鏡。1000円。20倍なのですが、差動距離が50mmくらいあります。単眼ですので実態顕微鏡的に使うわけにはいきませんが、昇降のメカも何かに使えそうです。
散々考えましたが、いずれ実態顕微鏡を入手したいと考えておりますので見送りとしました。


ベータのデッキ。私は全くSONYファンではありません。単にでかくて安くて古いのでネジだけでも元を取るだろうなあと思って見るだけです。


ここもプリンタは底値が500円です。見るだけ。


これは良いバネ。


まっさらの製図板が1000円でした。今の人はこんなの使わないんでしょうね。


ここでもっと小さな掃除機のジャンクを発見。こちらを買うことにします。1000円ですがまあいいでしょう。ターボファンを真正面から買うととてもこんな値段では手に入りません。


国分店はフィギュアもたくさん置いてあります。
別になのはのファンではありませんが、冬コミが開催中だということでなのはでしょう(笑


ZAURUSです。久しぶりに見ました。3000シリーズなのでHDDを積んでいるタイプですね。私はSLC1000を相当長く使いましたので懐かしいです。ついつい買いたくなりますが、落ち着いて考えるといまでは単なるゴミであります。


国分店では掃除機だけ買って次へ移動します。
イオン佐賀店です。県を股にかけた移動であります。


イオン佐賀店は佐賀県内唯一のハードオフということもあり物量豊富。値付けも適当(笑)です。


まずはずっとウォッチを続けているジャンク液晶板。このサイズで300円まで来ておりますのでもう一息です。GWのころにはあふれ始めて100円まで落ちてくるものと思われます。待ちです。


プリンタをのぞくと....ありました。100円プリンタ。さすが佐賀店です。
ということでお買い上げです。


佐賀店では、プリンタを3台買いました。
Pixus455iは8月まで我が家のメインプリンタでしたが、故障のため引退しました。あまりに使いやすかったのでずっと探していたのですが、ついに見つけました。100円で購入です。このプリンタはインクのチップ認証なんかありませんから互換インク入れ放題であります。ランニングコストはほとんどゼロです。すばらしい。
あとの二台はEPSONです。ひとつはPM-3700C。500円と値が貼りました(笑)が、A3対応のプリンタです。A3対応も前々から探していたのです。図面を出力するときにはA4だと狭いことが多いのです。出力した図面を板などに貼り付けてそのまま型紙にするときも、用紙が大きいほうが使い勝手が良いです。100円の純正インクカードリッジ数個と共に購入。
最後はPX-G920です。ほとんど使われていない風のぴかぴかのものなのですが100円でした。どっか壊れているのでしょう。


ということで、今回のツアーは比較的収穫の多いものとなりました。
さて動きますかね。 持ち帰って動作確認です。