CNC スピンドル交換 その2

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ナカニシE3000が故障して格安500Wスピンドルに交換した顛末「CNC スピンドル交換」から1年弱。カップリングによる振動遮断効果が今一つだったので、ベルト方式に改造しました。

ヒントは、このモーターの購入レビューでベルト駆動で振動軽減した、というところからです

制振材を使えば使うほど「ガッチリ固定」から遠ざかりモーター位置がブレるので、樹脂板を適度に使って満足のいくものに仕上がったので、その顛末です

カップリングでは振動吸収しきれない

ケースバイケースですが、12、000rpmまで対応できる高トルク・高軸芯ブレ対応カップリングを用いた結果、モーターを制振材で包む時点で軸芯がブレるので、軸芯ブレの吸収のための振動が起こり、カップリング部分で新たな振動が発生し十分に吸収できていませんでした。

主軸のベルト駆動とは別に、モーターと本体の制振を工夫する

本体とモーターの間に2段階で制振をいれた。

モーターホルダは金属から樹脂にして、間に2㎜厚「ハネナイト」で遮断。

さらにモーターホルダを「ウェルナット」という制振材で10㎜厚のプレートに装着

さらにさらに、この10㎜厚のプレートをアルミからMCナイロンに変更して制振効果をだした

下はこの構造です(わかりにくくてすいませんm(_ _)m)

金属を樹脂にしたので2.5段階の制振、というところでしょうか?結果的にこれがかなりの効果がありました

モーターホルダは3Dプリンタで

3Dプリンタの造形物は積層方向で強弱が発生しますが、受け側を縦積層(上の右写真)にして強度をアップ。取り付け穴にS45Cのブッシュを入れてつぶれ対策

いろいろ試してcrealityのHyper ABSを選択。インフィル95%。これはあらかじめ試験片を作成してバイスとハンマーで強度・衝撃を確認してからの製作。

樹脂だと、取付穴の強度が心配なので、モーターを固定してからナイロン束線バンドで固定

カバーの製作

回転・振動とも申し分ないレベルになりました

12000rpmのフル回転でも本体・装置カバーに振動はほとんど伝わりません

ベルトがSCの頭に接触しかけたり、なにやら軽トラブルはありましたが、ここで最終的にカバーを制作して完結したいです

このカバーの形状は、3Dプリンタでは結構難易度高い

何かあった時に粘り強い材料が欲しいのでABSで始めましたが・・・、底面から高く立ち上がる形状は結構難しい

最初はコスパを見込んで購入した「TIMORRY」のABS、相当縮む。庫内40℃以上確保して何とか成型。プリム15㎜でやっと定着。でも全体が歪んでビス穴が合わないorz

つぎに、crealityのHYPER PLA、これは寸法精度も良く申し分ない

でも粘り強いPETGもよいかも・・・、でeSUNのPETGで成型。PLAには劣るが程々の収縮

結局PETGに落ち着きました

銀:PETG、クリーム:ABS、赤:PLA

PETGに落ち着き、放熱穴をつける

結局PETGで作っていざ試運転

12000rpmで1時間

軸とベアリングホルダが60℃近くなる

放熱穴を設け、フタのみ再製作。穴の内側にはお茶パックの不織布を接着し防塵

 

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