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2つの3Dプリントをどのように組み合わせますか？
3Dプリンターのサイズには限りがありますが、だからといって必ずしも大きなものを作れないわけではありません。1回の印刷では足りない場合は、複数のパーツを接着して組み合わせることができます。3Dプリントしたパーツを接合する方法はいくつかあります。接着したり、ネジなどの留め具を付けたり、パーツを溶接したり、パーツ同士がぴったり合うように設計したりすることができます。これらの方法は、より大きなオブジェクトを作成したり、様々な素材を組み合わせたり、移動や分解が可能なものを開発したりするのに役立ちます。
方法1：接着剤を使って3Dプリントした部品を接合する
接着剤は2つの表面を化学結合させます。接合したい部分に液体接着剤を塗布し、押し付けて硬化するのを待ちます。接着剤は素材やプロジェクトによって最適なものが異なるため、適切なものを選ぶことが重要です。
接着剤の種類
スーパーグルー（シアノアクリレート）
スーパーグルーは数秒で固まるので、 3Dプリント材料 PLA、ABS、PETGなどです。入手しやすく使いやすいですが、応力を受けると結合が切れやすく、隙間を埋めるのが難しく、表面に白い跡が残ることがあります。
2液型エポキシ
エポキシは非常に強力な接着力を持ち、ほとんどの3Dプリント材料に使用できます。隙間を埋めるのに優れており、硬化後は研磨や塗装が可能です。ただし、硬化に時間がかかり、混ぜる必要があり、汚れやすいという欠点があります。硬化中は部品を固定するためのクランプが必要になります。
PVA接着剤（白色接着剤）
PVA接着剤 安全でお手入れも簡単です。仮の接合やテストフィットに最適です。ただし、強度が弱く、水に溶けやすいため、教育プロジェクトやPLA、ABS、PETGとの仮の接合に最適です。
特殊接着剤
これらの接着剤は3Dプリントパーツ専用に作られています。多くの場合、優れた性能を発揮しますが、通常の接着剤よりも高価です。購入する前に、どのような素材に対応しているかを確認してください。
より良い接着のための表面処理
表面処理をしっかり行うことで、より強い結合が得られます。
- ほこりや油をきれいに拭き取ってください。接着力の低下の原因となります。
- 接着剤がしっかりと固定されるように、表面を軽くやすりで滑らかにする
- イソプロピルアルコールですべてを拭き取る
- 接着しにくいプラスチックの場合はプライマーの使用を検討してください
接着剤の塗布に関するヒント
より良い結果を得るには、いくつかの重要な手順を実行する必要があります。
- 接着剤は適量だけ使用してください。多すぎると汚れが出来上がり、接着力が弱まる可能性があります。
- 接着剤が硬化するまで部品の位置を合わせておく
- 必要に応じてクランプを使用してください（特に構造ジョイントの場合）
- 硬化時間についてはメーカーの指示に従ってください
- ジョイントの設計が強度にどのように影響するかを検討してください。重ね継ぎは、突き合わせ継ぎよりも優れた性能を発揮することがよくあります。
プロジェクトに何が必要か考えてみましょう。素早く簡単に接合したい場合は、瞬間接着剤が最適です。非常に強度が必要な場合は、エポキシ接着剤を使うのがおすすめです。プロジェクトの要件に合わせて接着剤を選ぶと、より良い結果が得られます。
@cicstancoe が QIDI 3D を使用して作成したコンテンツ
方法2：機械ファスナーで部品を接合する
ネジ、ボルト、ピン、リベットなどの機械的留め具は物理的に 3Dプリント部品 接着剤とは異なり、ほとんどの機械式ファスナーは後で部品を分解できるため、修理や調整に便利です。
使用できるファスナーの種類
セルフタッピングネジ
セルフタッピングネジ 使いやすく、広く入手可能です。PLA、ABS、PETGのプリントにネジ穴をデザインする際にも便利です。ただし、締めすぎるとプラスチックのネジ山が潰れてしまう可能性があるので、ご注意ください。基本的なジョイントやアクセス パネルには適していますが、頻繁な分解には耐えられない可能性があります。
機械ネジとボルト
特に頻繁に分解する部品など、より強力な接続が必要な場合は、 機械ネジまたはナット付きボルト セルフタッピングネジよりも優れた性能を発揮します。あらゆる荷重支持ジョイントに最適です。 3Dプリント材料ただし、設計上、ネジ用の穴とナット用のスペースが必要となり、さらに組み立て用のツールも必要になります。
ピンとダボ
ピンとダボはシンプルで安価です。部品の位置合わせや接着接合部の補強に最適です。蝶番や装飾にも使えます。単体では強度はそれほど高くありませんが、他の接合方法と組み合わせると効果的です。最大の難点は、穴の位置を正しく合わせることです。
リベット
リベットは強固で恒久的な接合が可能で、薄い部品に適しています。見た目はすっきりしますが、取り付けには専用の工具が必要です。柔らかいプラスチックはリベットで潰れてしまう可能性があるので注意してください。分解する必要のない強固な接合が必要な場合は、リベットを使用してください。
機械ファスナー部品の設計
3Dモデルには、締結部品のサイズに合った穴が必要です。ネジやボルトの場合は、ナットや工具のアクセスのためのスペースを確保してください。ドライバーやレンチを入れるスペースも必要です。上級者であれば、モデルにネジ山を作成することもできますが、サイズと間隔には細心の注意が必要です。設計段階でしっかりと計画を立てることで、組み立てがはるかに容易になります。
組み立てのヒント
- 硬いプラスチックにネジ用の下穴を開ける
- 締めすぎないでください。プラスチックのねじ山は簡単に緩みます。
- 圧力を分散させるためにボルトにワッシャーを使用する
- より強いねじ山には、ヒートセットインサートを検討してください
重要なのは、ニーズに合った留め具を選ぶことです。接合部に必要な強度と、後で分解する必要があるかどうかを検討してください。
方法3：3Dプリントした部品を溶接する
熱溶接は、プラスチック部品を接合部で溶かして接合する方法です。フィラメント溶接ペン、超音波溶接機、化学溶剤などを使用して接合できます。それぞれの方法はそれぞれ異なる作用を持ち、特定の用途があります。
溶接の3つの方法
フィラメント溶接ペン
3Dプリントペンは溶接ツールのように使えます。手頃な価格で、隙間を埋めたり、複雑な形状を接合したりするのに適しています。PLA、ABS、PETGに対応しています。きれいな溶接をするには練習が必要ですが、修理や接合部の補強に便利です。主な欠点は、他の方法よりも遅く、溶接の強度が熟練度に左右されることです。
超音波溶接
この工業的な方法は、強固で均一な溶接を非常に迅速に実現します。ABS、PC、PPなどのプラスチックに適しています。ただし、高価な機材が必要であり、ほとんどの愛好家には手が届きません。主に、多数の同一部品を接合する必要がある製造業で使用されます。
溶剤溶接
警告： この方法は特別な注意が必要です。化学薬品を使ってプラスチックを溶かして融合させ、非常に強力な接合部を作ります。しかし、主に ABSプラスチック アセトンを使う方法。溶剤は危険な場合があるので、換気を良くし、安全装備を装着してください。溶剤を使いすぎるとプラスチックが弱くなる可能性があります。PLAでは試さないでください。初心者はこの方法を避けるべきです。
重要な安全上の注意点
- 類似の材料のみを溶接する
- 熱を慎重に制御して 反りを防ぐ
- 特に溶剤を扱う場合は、換気の良い場所で作業してください。
- 最も強固な接合には、突き合わせ接合または重ね接合を使用します。
溶接ペンの使い方のヒント
- 溶かしたフィラメントを安定した制御で塗布する
- 薄い層で溶接を積み重ねる
- 見た目を良くするために、必要に応じて溶接部分を滑らかに研磨する
材料とニーズに合わせて溶接方法を選択できます。ほとんどの家庭作業では、フィラメント溶接ペンがコストと使いやすさのバランスが最も優れています。
方法4：連動部品の設計
3Dモデル自体にデザインされた形状を通して、インターロッキング機能がパーツを連結します。パーツは接着剤やネジを使わずに、カチッと音を立てたり、スナップしたり、押し付けたりして組み立てられます。接続部は後で取り外し可能なものもあれば、恒久的に固定されるものもあります。
連動機能の種類
スナップフィット
これらのジョイントには、フックやタブが付いており、それぞれが曲がって対応するスペースにカチッとはまります。ケース、蓋、その他頻繁に開ける必要がある部品に最適です。設計は簡単で、組み立てに工具は必要ありませんが、時間の経過とともに強度が弱くなる可能性があり、適切に機能させるには精密な印刷が必要です。
蟻継ぎ
蟻継ぎは、くさび形の形状で互いに固定されます。引き裂かれにくく、見た目も美しいため、強度が求められる家具や構造部品に最適です。設計と印刷には高度な技術が必要ですが、しっかりとした接合部を作ります。
ほぞ継ぎ
一方のパーツにはタブ（ほぞ）があり、もう一方のパーツの穴（ほぞ穴）に嵌合します。比較的簡単に設計でき、パーツの位置合わせに適しています。強度を高めるには、接着剤やピンを追加することもできます。このジョイントは、フレームや家具に適しています。
プレスフィットジョイント
部品は摩擦によってしっかりと組み合うように設計されています。シンプルですが、非常に正確なプリントが求められます。ギア、ベアリング、ノブには圧入が適しています。組み立ての際はご注意ください。力が強すぎると部品が割れる場合があります。
設計要件と測定
連動機能を正しく使うには、まずは優れた設計から始める必要があります。 CADソフトウェア 正確な測定を行うために、 プリンター 材質によってフィット感が異なる場合があります。まずは小さな部分でテストを行い、パーツがきちんとフィットするかどうかを確認してください。材質の選択についても検討してください。プラスチックによっては、スナップフィットに適した柔軟性を持つものもあれば、プレスフィットに適した硬さを持つものもあります。
組み立て方法と技術
最終組み立ての前に、部品を合わせてみましょう。部品を接続する際は、柔らかいハンマーやパッド付きのペンチなどを使って、軽く力を入れて締め付けてください。きつく締める場合は、シリコングリースを少し塗ると組み立てやすくなります。
優れたインターロッキング機能により、組み立てが迅速化され、追加の留め具が不要になります。重要なのは、最適なフィット感を得るために、慎重な設計とテストを行うことです。
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メカニカルファスナーは、後で分解できます。溶接は、継ぎ目のない強固な接合部を形成します。連結部分は余分な部品を必要としません。作るものやその動作方法に合わせて、接合方法を選択してください。シンプルな組み立てには瞬間接着剤のみを使用しますが、複雑な組み立てには様々な接合方法を組み合わせることができます。まずは材料の小さな部分でテストを行い、接着剤や溶接材料を使用する際は必ず安全手順に従ってください。
