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アクリル曲げ加工用ヒーターの自作
Wrote:2010/07/31〜2010/08/09  K2000
くれぐれも自己責任でお願い致します。
何らかの問題が発生しても当方は一切の責任を負わないものと致します。

アクリル加工との戦い

 アクリル板を使ったオリジナルのケース作りは昔からやっていますが、私の主なやり方は、6面分を切り出して、接着剤やネジを使って箱形に組み立てる方法でした。

 

 

 この方法のメリットは、上のようなスイッチやギミックの加工がしやすい点です。 デメリットはやはり耐久性でしょうか。スペーサーなどの補強を行っているとはいえ、接着剤で6面を組み合わせた箱ですから当然といえば当然です。

 もっとも、このくらい小さいスイッチボックスならば耐久性の心配は不要なんですが、次のような、やや大きめのケースになってくると話は変わってきます。(自作デジタルタコメータ

 

 

 そこで考えるのが、アクリル板を切断せずに、曲げて筐体を作る方法。

 しかし、それを実現する為の専用工具「アクリル曲げヒーター」は、実売で6〜7千円という高値で売られています。私的には使用頻度は1年に1回あれば良い方なので、ちょっと割に合わない出費になります。

 カラクリはまだあります。
 アクリルは、それぞれ曲げるのに適した温度というものが存在します。 アクリル曲げヒーターを単体で使えば170〜180℃ですが、実際は150〜160℃前後がアクリル曲げには最も適した温度。 そこでヒートコントローラという温度調節器(中身はただの調光機)を別途購入する必要があるという。

 さらに、この市販のヒーターは、組み立てられていない未完成品。

 もうここまできたら、自分でパーツを掻き集めて作っても同じじゃないかと。
 それどころか、自身の用途に適したヒーターが作れるじゃないかと。
 (実際ヒーターを自作してる人は多く、ネットでも山のように製作記がヒットします――というより、プラ板加工ができるくらいの腕を持った人なら、大半が自作してる可能性がありますw)

 つことで Let’s GO!
 



まずはパーツの調達

 必要なパーツは次の通り。
 大型のホームセンターならば、全てサクッと揃ってしまう材料ばかりです。

 ・土台となる板(450x60x12mm、\210)
 ・金属製のパイプ(私は直径16mm、長さ300mmの熱伝導性の高いアルミパイプを使用、\230)
 ・パイプ用の横受×2コ(内径16mm、パイプの固定が目的なので片空き、\190x2)
 ・ニクロム線(ダイソーの0.27mm、\105)
 ・シリコンガラスチューブ(ニクロムとパイプの絶縁目的、内径3mmのものを使用、\315)
 ・あとは必要に応じて木ネジ、電線等...

 もともと持っていたパーツ類を料金に含めても、\1,500程度でしょう。
 土台の板などは端材(\0)でも作れますし、\1,000以下に抑えることもできそうです。

 

 ちなみに、シリコンガラスチューブだけは置いている店が少ないようです。 近所の大型ホームセンター(カインズホーム、スーパービバホーム)では店員に尋ねるも無いとの回答。 なかば店頭での入手を諦めていたところ、ジョイフル本田の瑞穂店でようやく発見。 ここは他ではあまり見ない製品も扱っているので助かります。

 ニクロム線は100W〜600Wの品が、安いところでは80円台からホームセンターで売られていますが、今回使う材料によっては計算通りにはいかないでしょうし、温度調整が手探りになることは必至。 ということで、ダイソーで売られている太さ0.27mm×長さ4mの105円のニクロム線を選択。

 ちなみに、あと一つ、抜けているものがありますね。 電源です。

 曲げヒーターを自作される方の大半はAC100Vの直取りを選択しますが、私は選択しません。 幼少時代、コンセントで軽い感電を経験してからというもの、AC100Vの直利用は極端に慎重になっているんです。 ということで必ずACアダプタを利用します。

 今回はアルミパイプを150℃まで加熱するという、割と高いエネルギーが必要になるので、低出力のアダプタでは役不足です。 ということで探ってみると、手元に丁度良さそうなものがありました。

 

 IBMのノートパソコン「ThinkPad R30」で使用していたブツで、なんと16V/4.5Aと大変高出力です。
 R30は昨年まで自宅サーバ用のLinux機になっていましたが、お役御免となっていました。
 基本的にノートパソコンはメーカーを問わず高出力のアダプタを利用していることが多いです。

 本来の用途外での使用はあまり薦められませんが、汎用工作ではなく手元にあるもので作る――。
 これが私のやり方なので、ご了承ください(^_^;
 



製作開始

 まずはニクロム線。
 後でニクロムの長さを調整するため、渦状に丸めます。
 初めて電気を通した時に、いきなり高温で発熱しないよう多めに巻いておき、後から短くしていくと良いです。

 

 ちなみに、このような渦を作らずに直線で張ると、16Vをかけただけでニクロム線が一瞬で真っ赤に発熱してしまいます。 これは絶縁材として大役を果たすシリコンガラスチューブの耐熱温度(180℃)を遥かに超えた状態なので厳禁です。

 次に、シリコンガラスチューブをアルミパイプより長めに切断し(330mm)、巻いたニクロム線を軽く引っ張ってから中に通します。

 

 次はアルミパイプを板に固定する横受を加工します。
 片空きなので、そのままではニクロム線を通したシリコンガラスチューブを通せません。
 横受を2コとも3mmの穴を空けて、通せるようにします。

 あとは、パイプと横受にシリコンガラスチューブを通して、土台の板に固定するだけです。

 

 

 ニクロム線は、一度木ネジに巻き付けた方が良いかもしれません。

 あとは、期待の温度が得られるよう、アルミパイプに通したニクロム線の長さを調整して完了です。
 温度が低すぎると曲がりにくく(最悪割れ)、高すぎると白濁し気泡ができたりします。

 ということで、完成。

 

 室温にもよりますが、予熱時間は約3分といったところでしょうか。
 1mm厚程度のアクリル板ならば、電源投入から1分程度で曲げられるようになります。

 ということで、早速アクリル板を曲げまくってみました。

 

 面白いようにクネクネ曲がります。 これは楽しい(笑)
 ヒーターに当てるとすぐにクネッとなります。
 ちょっと温度高めかなーと思いましたが、高い分には調整が利くので問題なしです。

 では、少し厚手のアクリル板(アクリサンデーEX / 3mm厚)の切れ端でも試してみましょう。
 私のケース作りでは最も使用頻度が高い板で、曲げ加工の推奨温度は150℃です。

 

 割れや白濁もなし。 実に綺麗に曲がりました。
 ただ、やはり1mm厚のアクリル板と違って3mm厚くらいになると、熱が浸透するのに時間がかかるのでしょう。 1分ほどヒーターに当てたままにしておくと、ようやく曲げられるようになります。
 



早速実用してみる

 早速、ヒーターを作成した目的を果たします。

 2年前からずーっと気になっていた、自作デジタルタコメータの筐体。
 これをアクリル板の曲げ加工で作り直します。

 

 まずは、設計から。
 筐体から土台、支えまで、1枚のアクリル板(アクリサンデーEXガラス透明色3mm厚)で作ります。

 

 アクリル板に油性ペンで直接描いてますが、油性ペンで書いたものはエタノールで簡単に消せるので、気にする必要はなし。

 んで次が、設計どおりに切り出してみた状態。
 1カ所スベって、キズを付けてしまったー(T_T)

 

 初めての曲げ工作――やはり、うまくいかないものです。

 下部にあたる部分が期待より大きすぎて、箱形にならないトラブルが発生。
 ですがこのアクリル板は1枚1200円とバカにならない代物。 使うしかありません。

 結局、1枚で作り上げるのは諦めてカット。
 土台と本体を分けました。

 

 どうでしょう。
 アクリル板を組み合わせた箱より、はるかに見栄えが良いですね。
 建築資材としても使われるガラスよりも耐久性の高いアクリル板なので、剛性も申し分ありません。

 

 これが反対側(右側が表示面)。 閉じずに解放しました。
 上面もあえて無塗装でシースルー化してみたり。
 手作り電子回路は、絵と同じで、人に見せたくなるものなんですw

 ということで、自作デジタルタコメータの新しい筐体が完成しました。
 一つ気になるのは、低反射加工をしていないので視認性がどうなのか・・・。

 

 予想通り、低反射化していないために視認性が悪すぎたので、表示面だけ低反射化しました。
 ということで、いちおう完成。

 

 

 運転の視界の邪魔にはなっていないけど、もうちょっと土台が低くても良かったかもしれない。
 それに、この程度の筐体に3mm厚は持ち腐れかもしれないので、次は2mm厚で作ってみたいかも。
 



曲げヒーターを仕上げる (2010/08/09追記)

 冒頭で、曲げヒーターの使用頻度について「1年に1回あれば良い方」と書きましたが、
 完成してみると、これが以外と使い道があるんです。
 このページの公開からわずか10日程度ですが、既にいくつかのケースを組み立てました。

 こうも使用頻度が高いと、最初のテキトーな作りでは使い勝手が悪いので、
 配線周りを、少しだけ真面目に作り直すことにしました。

 要点としては、固定せずにフラついていたACのメスコネクタとスイッチを収めるケースを作って
 配線をもう少しスッキリさせます。 ケース作りに使うのは、もちろん同ヒーター。

 で、完成したのがコチラ。(↓)

 

 上は、筐体となるアクリル部材を裏側から撮った写真。 自作デジタルタコメーターのケース作りで余ったアクリル板(アクリサンデーEXガラス透明色3mm厚)の切れ端をヒーターで曲げて、軽くマット加工をしてから土台に木ネジで固定しています。 筐体の上に空いている2コの穴はドライバー用の穴。

 ちなみに、使用しているケーブルが極端に細く見えると思いますが、これは耐熱耐圧性に優れた架橋ポリエチレン電線なので問題ありません。 かなり硬めですが細いので個人的には扱いやすいのです。

 

 アクリル板の切れ端の再利用なので、筐体とスイッチパネルは別々に作成しています。
 両者は、頭の1本の化粧ネジで固定されています。

 この数日間、ヒーターを使っていてずーっと気になっていたのが電源の状態。 ニクロム線が赤く光るほど発熱してるならまだしも、そこまでは加熱しないし、電源が入っているのかスグにはわからなかったので、直感的に判るようパイロットランプを付けました。 部品取りで丁度余っていた超高輝度青LEDを使用。 DC16V電源なので1KΩの抵抗を噛ませて弱めに発光。 軽く施したマット加工でアクリル全体がほのかに光るのが良い感じです。

 次にスイッチ。 最初に使っていたのはプッシュ式でしたが、直感的にON状態なのかOFF状態なのか判らなかったのでトグルスイッチに変えました。 ACメスコネクタはアクリルへの固定方法に困るので、グルーというホットボンドで裏側から接着固定しています。

 ところで、グルーガンを使ったグルー接着の難点は、仕上がりの見栄えの悪さ。
 筐体をマット加工した目的の一つは、この汚い状態を隠すためでもあります。

 グルーガンは、ここでも利用。(↓)

 

 ニクロム線の「遠い方」の配線は、土台の裏側を通しました。
 彫刻刀で土台に溝を掘り、ケーブルを通します。
 そして、土台とケーブルを固定するため、少量ずつグルーを出しながら接着します。

 てことで、完成した全体像。

 

 いやースッキリ。
 安全設計だし、市販品よりイイものが出来た感じ。

 やはり、これからずっと使うことになる道具。
 最後までちゃんと作った方が良いですね。
 



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