🗐 電装工芸日記 - 舞台照明機器の製作とか -

能登半島地震で被災された方々にお見舞い申し上げます。

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2023年10月 この範囲を時系列順で読む この範囲をファイルに出力する

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 拾いモノですが、こういうの大好きです。
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#雑記
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 接着剤の重量も無視できませんので試作品から計算してみました。コニシさんの木工ボンドCH38を使っていますが、1坪あたりの仕上がり重量は1.2kgくらい。
 スタイロフォーム25tをファルカタ合板2.5tでサンドイッチした構成で計算しますと、枠も組んだ天板全体(脚を覗く部分)で5.1kgと出た。
 初の5kg台!!
 これに脚を取り付ける金具が1.2kg、塗装を1.0kgとして7.3kgです。
 ギリギリ目標値です。

#ガチ工作
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 天板の合板を薄くすると均等荷重には耐えられても点荷重でヤバそう・・・。
 打合せへの移動中に時間が余ったのでホームセンターに寄り道して現物検討しましたが、合板だけで点荷重に耐えるなら9.0tが欲しいかも。5.5tでギリギリ感。

 卓がケース込みで100kgあったら瞬間的でもケースの角やゴム脚に全荷重がかかります。少し勢いが付いたら数割多い荷重がかかります。これを最大荷重の目安にしていますが、この荷重で破れても困ります。ナグリで叩いても少し凹むくらいで済むのが理想だけど、どこまで落としていいんだろう。
 以前、素材テストとして30tのスタイロフォーム(発泡スチロールよりは強度がある水色の建築用断熱材)を2.5tのラワン合板でサンドイッチしたことがありますが、これは思った以上に点荷重に強かった。スタイロフォームは圧縮に強く緩い曲線で凹むので荷重を分散してくれるためのようです。
 20tのスタイロフォームを薄い合板(2.5t)でサンドイッチすれば仕上がり25tでファルカタ合板5.5tより少し重いくらいになります。厚みがあるので応力耐性は上がりますし、5.5tよりも点荷重に強いでしょう。結果9.0t程度となったら採用かも?

 あぁ、材料試験する時間が欲しい・・・。

追記
 帰り際、しばらく前に作った30tのスタイロフォームを2.5tのラワン合板でサンドイッチした試作品をゲンノウ(丸頭の金づち)で叩いてみました。1寸5分の釘を打つくらいの強さです。
 驚くほど平気。破れるどころか手で触ってかろうじてわかる僅かな凹みしか残りません。さすがにナグリの角で叩けば表面の繊維は破断されますけど、これは9.0tでも同じこと。思った以上に複合材すばらしい。
 ついでに重量を計る。9.0tのファルカタ合板とほぼ同じ。ん?微妙・・・
 20tのスタイロフォームにすればもう少し軽くなるけど、手間が増えるのですから軽くならなければ意味がありません。9.0tを使った方が施工は簡単ですから。
 結局のところ、求める強度で施工すると重量は大して変わらないのかな?
 合板の表面から木クズが出ないように固める最軽量の表面処理を考えるのがいいのかな?
 アイデアが出るのはいいですが、どこに向かったものか・・・

#ガチ工作
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 客席テーブルのことを本業の合間に考えています。
 これまでの経験則で間違いなく大丈夫と思える構造では希望重量を軽くオーバーします。
 二転三転アッチコッチしているところですが、判断基準を得るために形にはなるけど強度がギリギリ不足かな?と感じる構成で作ってみるしかないようです。
 木材の価格はコロナ前に戻ってくれませんのでお試しにも限度がありますけれど、試さんとわからんことは試すしかないようです。
 適度な重さで、荷重に耐え、ラッシングで締め付けても蹴り飛ばしても壊れない物は簡単ではありません。
 3kgは夢のまた夢。

#ガチ工作
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 客席テーブルの天板は出来るだけ薄い板にFRPを施工する手もあります。
 FRPの比重は1.5とのこと。塗膜が1mmなら1.5kg/m2です。客席テーブルは1,520×600ですので0.912m2となり1.37kgです。
 ファルカタ合板は比重0.37ですから、天板面積では1mm厚で0.337kg/m2です。前作は9.0tを使っていますが、これを4.0tにすると-5mmで1.69kg減です。4.0tにFRPを施工するなら500gの軽量化です。大差ないっちゃ大差ありませんが、9.0tなら表面仕上げの塗装類が更に加算されますし、FRPを施工すればそれが仕上げになるので、800gくらいの軽量化になりそうです。
 知りたいことはFRPの施工がファルカタ合板の何ミリ厚に相当するのかです。仮にFRP1mm厚がファルカタ合板6mmに相当するならファルカタ合板は3.0tでも構わないとなりますし、ファルカタ合板2mmに相当するならむしろ重量が増して意味がありません。
 あとは、ガラス繊維を使うか使わないかです。使えば間違いなく強度が増しますがエポキシ樹脂が大量に浸み込んで塗膜が厚く重くなります。ファルカタ合板に染み込ませて木の繊維を固めるイメージならエポキシ樹脂の使用量を減らせます。むしろ繊維密度が低いファルカタの特性を利用する方針です。

 さて、どう進めましょう。

 前の書き込みでは4.0tとしましたが、3.0tで作ってみて強度を確認してみましょう。正直不安はありますが、アウトドアテーブルはこの程度の厚さにメラミン化粧板を貼っている傾向がありますので、無理を感じる最も厚い物で試す考え方です。
 もう少し強度があれば済みそうならエポキシ樹脂を塗布し、かなり足りないようならガラス繊維シートを使ったFRPを施工し、どうにもダメならコンパネを上貼りして倉庫の作業台にします。
 骨材を1台分作るも3台分作るも手間はそれほど違いませんので、天板違いのバリエーションを作ってもいいかもしれません。

 ・・・っと、本業本業。

#ガチ工作
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 ほう、すごい!

 これは試してみたいですね。

#雑談
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 本業がちょっくらシンドイ。やってもやっても終わりません。
 今は資料映像のレンダリング待ちです。

 このところ書いていますが、客席テーブルの課題は軽量化です。
 キャンプ用品の軽量テーブルの作りはとても参考になってますが、そのままでは耐荷重が不足と思われますし、何よりも脚構造を取り付けるには接合部の強度を確保できません。
 テストしたいのは天板として使える最も薄いファルカタ合板の厚みはどの程度?です。9.0tなら十分な強度出せているので減らす余地があると思うからです。
 実用耐荷重の目標値は120kgです。もちろん面で耐えられても点で破れたらダメです。3.0tでは無理がありそうなので4.0tで試作してみましょう。9.0tから4.0tの範囲で条件を探るのです。ダメならコンパネでも貼って倉庫の作業テーブルにすればいいし。

#ガチ工作

2023年9月 この範囲を時系列順で読む この範囲をファイルに出力する

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 客席テーブルのことを考えていたのですが、塗装が重いのかもしれません。
 塗装で固めれば強度は増しますが、2平方メートルに厚塗りしたら無視できない重量でしょう。

 使用した塗料は1平方メートルあたり0.12~0.17kgだそうです。これを5回塗りしています。
 塗料の種類によって違いはありますが、溶剤が揮発して硬化すると70%くらいの重量になるらしい。
 これらの条件で計算しますと1kg程度です。無視はできないけど大したことないな・・・。
 実測は14.5kg、無塗装の計算値が7.5kgです。違いが大きいな・・・。
 エポキシで固めてみたりイロイロやりましたのでそのせいかな?

 ちなみに、角スタッドと呼ばれる軽量材を試しましたが、限界を越えると一気に座屈するのでだめでした。

 結局のところ、現行品と同じくファルカタ合板で平台作りにするのがいいのかもしれません。
 合板の表面を固めるならワシンの1液油性ニスがいいみたい。1層目を限界まで緩くして染み込ませてから積層していく方法です。

#ガチ工作
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 中国で倒産が多いとかナンとか言われておりますが、基板製造のPCBGOGOさんは健在でした。
 ちょっと急ぎの基板製造があって先ほど入稿したのですが、24時までの受付のところ23時43分に原稿を送ってデータ確認から送金まで終了しました。
 なんだかこれまでよりレスポンスがいい・・・。業務改善をしたのか、受注が減って手が空いているのかわかりませんが、早いのは助かります。
 単価は自作より安い。最小ロッドや送料を考えれば総額はそこそこになりますが、レジストのかかったキレイな基板が手に入ると思えば十分に安いと思う。
 リードタイムは一週間です。入稿して受け取りまでですから十分すぎる程早い。感光基板での自作は防腐処理まで一気にやらねばならないため丸一日かかりますが、丸一日使える日を待っていたら何時になるかわかりません。
 結果、PCBGOGOさんみたいなサービスは私にとって有難いワケです。

#電子工作
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 客席テーブルについて頭が空いている時に色々考えてみました。
 軽量化には強い材料に替えるか材料を少なくするかのどちらかが主軸になります。
 となると材料の強度を評価できなければなりません。
 ようやくわかったことですが、材料の耐荷重強度は形状寸法と荷重支持条件、「ヤング率」と「断面2次モーメント」で求められるようです。ヤング率とは材質の強度。断面2次モーメントは断面形状の強度らしい。
 計算式は条件によって様々ありますが、評価の目安ならこの二つの数の積で行えます。試作品は必要な強度を持っていますので、これが持つ値を評価値として使えばいいからです。
 試作品の梁はファルカタ合板9.0tを縦方向に使っています。ラワン合板のヤング率は6.9G/Paとのこと。ファルカタは少し強度が落ちますので減るハズですが、塗装によって強度が増していますし、安全率の一部と考えてこのまま使います。断面2次モーメントは 32N/cm4 くらいなので、評価値を 220 くらいとします。
 他の材質のヤング率の目安ですが、鉄なら200G/Paくらい、アルミなら70G/Paくらいです。
 この辺りの数値をもとに、コストやら加工条件やらを加味し、評価値程度の材料を見繕えばいいのかなと。

#ガチ工作

■当面の課題

桜のライトアップの季節です。花粉症の季節でもあります。
自分は平気ですが、花粉症の部下は死にそうな顔をしています。

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2024年4月26日(金) 20時14分22秒