アルミニウムフレームの入門

T スロット押し出しは以前はやや謎めいたものでしたが、現在では多くの 3D プリンターで使用されているため、非常に一般的になっています。 ただし、いくつかの押し出しを使用してキットを組み立てることと、その材料を使用して独自の作品をデザインすることは別のことです。 子供の頃に Play-Doh Fun Factory を使ったことがあるなら、押し出し加工についてご存知でしょう。 材料を金型から押し出して形を作ります。 もちろん、アルミニウムの押し出し材はモデリング粘土から作られるのではなく、通常は 6105-T5 アルミニウムから作られます。 奇妙なことに、公式の標準はないようですが、非常に一般的であるため、通常はベンダーごとに大きな違いはありません。

当社は押し出し成形を使用して、3D プリンター、レーザー カッター、CNC 機械用のフレームを作成します。 しかし、頑丈で汎用性の高いフレームが必要な場合はどこでも使用できます。 バンの車内にカスタム什器を作る場合などに利用している人も多いようです。 カスタムのワークベンチ、照明器具、さらには額縁が必要な場合は、押し出しを使用して好きなものを構築できます。

もちろん、十分に器用であれば、アルミニウムの押し出し材に頼らずにこれらすべてを構築することができます。 結局のところ、木やアルミニウム素材から箱を作るのは難しくありません。 しかし、安価なアルミニウムを在庫しておくと、強度があり便利です。 一般に、必要なのは、押し出し材を正方形にカットする方法 (または、必要な長さに合わせて購入する) と、比較的柔らかいアルミニウムにドリルで穴を開ける方法だけです。 場合によっては、すでに存在する穴、または新たに開けた穴のいずれかにタップ加工をする必要があるかもしれません。

ただし、必要となるのは特殊な部品がたくさんあります。 ブラケットや専用ナットなど付属品も豊富です。 大人のエレクターセットに似たものと考えることができます。 押し出しの作業が容易になった点の 1 つは、珍しいブラケットを購入したり、さまざまなアイテムを大量に在庫したりすることなく、多くの場合に必要なブラケットだけを 3D プリントできることです。 この素晴らしい例は、Roger Cheng 氏のガイド「アルミニウム押し出し材と 3D プリントされたブラケットから何かを作る方法」で取り上げられたすべてのブラケットと保持部品です。

押し出しの種類は 1 つだけではありませんが、すべての押し出しにはいくつかの共通の機能があります。 一般に、押し出しは正方形または長方形のようになります。 最も基本的な押し出しは正方形で、中央の穴と、物を取り付けるための 1 つ以上の T スロットがあります。 魅力的なものを作成している場合は、すべての面に T スロットが必要ではないかもしれませんが、通常は 3D プリンターやその他の機械を使用すると、すべての面にスロットがあります。

押し出しにはメートル法のものとインチ単位を使用するものがあります。 20×20 プロファイル (各辺が 20mm) のように、その寸法から正方形のプロファイルと呼ぶのが一般的です。

より複雑な押し出しでは通常、パターンが繰り返されるため、40×20 の押し出しは 2 つの 20×20 の押し出しが結合されたように見えます。 もちろん、それらはそのように作られたわけではありません。それは、昨年ダン・マロニーが夢中になった魅力的な物語である Play-Doh のように、それらが絞り出された 1 つのしっかりとした押し出しです。 ただし、半径を持った押し出し形状や、特殊な目的のために三角形のような形状の押し出し形状など、他の押し出し形状もあります。

行う必要があることは 2 つあります。押し出しをしっかりと結合することと、押し出しに物を固定することです。 たとえば、テーブルを作成している場合は、4 本の脚があるデスクトップを保持するフレームを構築する必要があります。 ラミネートのテーブルトップをフレームに取り付け、脚に水平調整脚を取り付けます。 もちろん、下のビデオで [エヴァン] と [ケイトリン] がやったように、もっと派手になることもできます。

多くの場合、フットやブラケットなどのアクセサリを押し出しに取り付ける方法は、複数の押し出しを結合する方法と多くの共通点があるため、最初にそれを取り上げましょう。 コツは、T スロットの内側にフィットする特別なナットを使用することです。 いくつかの選択肢があります。 四角ナットが十分に薄い場合は、スロットに滑り込ませることができます。 ボルトをナットに締め付ける間、ナットに引張りバネを付けてナットを所定の位置に保持できます。 ただし、通常は、ボルトをねじ込んで全体をスロットにスライドさせるだけです。

この欠点は、スロットの開いた端にアクセスする必要があることです。 他の 2 つのナットの間に何かを追加したい場合、またはスロットがブラケットで塞がれている場合は、新しいナットを入れるためにすべてを引き裂かなければなりません。これはプリセット ナットの一種で、「プレセット ナット」として知られる長方形のナットも製造しています。同じ目的を果たす T ナット。

たとえば、2 つの取り付け穴があるステッピング モーター ブラケットをフレームに固定する場合は、ナットを挿入するか、ブラケットに挿入されたボルトにナットを緩くねじ込んでから、スロットにスライドさせます。 アセンブリを正しい位置に配置したら、ボルトを締めるだけです。

唯一難しいのは、使用するボルトの長さです。 ブラケットを貫通し、反対側に出て押し出し部に触れずにナットにちょうど入るボルトが必要です。 たとえば、ブラケットの厚さが 10 mm、ナットの厚さが 6 mm の場合、ミリメートルのマージンを残すために長さ 15 mm のボルトを使用できます。 ボルトが短すぎると、接合部がしっかりしません。

T スロットの入口にアクセスできない押し出し成形の中央に何かを追加する必要がある場合は、特別な種類の T ナットが必要になります。 これらは最も安全性の低い添付ファイルですが、多くの場合は十分に適しています。 これらのナットは楕円形なので、90 度回転するとスロットにはまり込みます。 スプリングまたは止めネジを備えたナットもあり、ナットをスロットに斜めに入れ、長い端を回転させてスプリングを圧縮し、ナットがスロットを通過できるようにします。 手を放すと、スプリングがナットをスロットの端に押し込み、所定の位置にロックします。 これらは、ドロップイン ナットまたはロールイン ナットと呼ばれることもあります。

ボルトの頭がナットの代わりにスロットに収まる T ヘッド ボルトも入手できます。 これらは T ナットのように見えますが、ねじ穴ではなくねじボルトが付いています。 複数のネジ穴を持つ T ナットも製造します。 たとえば、コーナー ブラケット (これについては後ほど説明します) には 20 mm 間隔で 3 つの穴があり、対応するナットにも同じ間隔で 3 つの穴があります。 もちろん、通常のナッツを 3 つだけ使用することもできます。

T ナットとボルトを使用して、ステッピング モーター ブラケットまたはキャビネット スライドを取り付けることができます。 ただし、2 つ以上の押し出しにブラケットを取り付けて、それらを結合することもできます。 もちろん、これらのブラケットはアルミニウム、スチール、またはポリマーで製造されていますが、3D プリントすることもできます。 ただし、注意が必要です。 通常、ブラケットは押し出しを 2 次元でのみ拘束するため、ジョイントを過度に拘束するには 2 番目の方法を使用する必要があります。

ほとんどの括弧は、皆さんが想像しているとおりのものです。L 字、T 字、またはプラス記号のような形をしていますが、目まぐるしいほどの選択肢があります。 XYZ 構成のボックスを作成するためのコーナー コネクタもあります。 ただし、L 字型の 2 つの T ナットのように見えるインナー ブラケットも入手できます。 止めネジで L の各脚を所定の位置に固定します。 接続の位置を調整するために角度の付いた止めネジが付いているものもあります。その場合、コネクタの向きに応じて、異なるタイプの内部コネクタを使用する必要があります。 通常、これらをペアで使用して押し出しの両側を保持しますが、必ずしも必要というわけではありません。 以下のビデオで、単純な内部コネクタの例をご覧ください。

2 つの押し出しを端から端まで結合したい場合があります。 リニアコネクタならそれが可能です。 これはスロットに収まる単なる金属片で、止めネジ用の穴がいくつかあります。 強度を高めるために、斜めブレースとして押し出し材を挿入できるブラケットも入手できます。

ブラケットをまったく使用せずに 2 つの押し出しを接続する簡単な方法もあります。 ただし、作業は多くなりますが、使用する部品は少なくなります。 押し出し A と B を直角に接合するとします。 最初のステップは、押し出し成形品 A の中央の穴 (または複数の穴) をタップすることです。次に、押し出し成形品 B にボルト用の六角レンチを通すのに十分な大きさの通常の穴をドリルで開けます。 ボルトをねじ穴にねじ込みますが、しっかりと締まる前に、ボルトの頭を B の T スロットに滑り込ませます。 B の穴はボルトを締め終わる位置にあります。

押し出し成形品を購入するのと同じ場所から入手できる、押し出し成形品を使用するために作られたものがたくさんあります。 カバープレート、脚、キャスターが付いています。 アクリルなどのシート素材を T スロットに保持するスプリングを入手できます。 ホイール、ドア、ハンドル、ヒンジはすべて T スロットにフィットするように作られています。

Thingiverse などの 3D プリント サイトを閲覧すると、スプール ホルダー、フィラメント ガイド、ツール ホルダー、ランプなど、摩擦嵌めまたは取り付けによって T スロットに収まるデザインが数多くあることがわかります。ナッツ。 後で何かを追加するときにネジが必要な場合は、何らかのドロップイン ナットが必要になる可能性があることを覚えておいてください。

押出成形品を購入する最も安価な方法は、入手できる限りの長さの余ったもの（通常は残り物）を入手し、自分で必要なサイズに切断することです。 自分でカットする場合は、突起物を取り付けたときに突起物が直角になるように、必ずきれいに四角くカットしてください。 もちろん、金属製の切断刃を使用することをお勧めします。

ただし、新しい押し出し成形品を購入した場合は、通常、必要なサイズに非常に正確にカットしてもらうことができます。 これにより、いずれにせよ切断する長尺品の高価な送料も削減できる可能性があります。 カットに加えて、さまざまな色や合金の素材も入手できることがよくあります。 自分で加工したくない場合は、一方または両方の端にタップ穴をあけるよう依頼することもできます。

押し出し成形品や関連アイテムを購入できる場所はたくさんあります。 ミスミは 8020 と同様に一般的なオプションです。Grainger、Fastenal、McMaster-Carr などの大手サプライヤーはこの種の製品を多数取り扱っていますが、多くの場合かなり高価です。

多くのブラケット (明らかに世界最高のものを含む) や付属品を 3D プリントできます。また、何かをモデル化したい場合は、押し出しを 3D プリントすることもできます。ただし、かなり厳密なプリント公差が必要です。 プラスチック製の T ナットには、ねじ切りに通常のナットを必要とする多くのデザインと、あらゆる説明の膨大なブラケットが必要です。

ただし、注意すべき点がいくつかあります。 まず、常識を働かせてください。 プラスチック製のブラケットや押し出し成形品は金属製のものほど強度はありませんが、その考えを行き過ぎている人も見てきました。 また、すべての押し出し成形品がまったく同じではないため、ブランド X に適合するナットのデザインが、お客様が所有するナットには適合しない可能性があります。 3D プリントの場合と同様に、微調整と調整が必要になります。

デザインを凝らせたい場合は、安価なナット用の 3D プリント ホルダーを使用することもできます。 いずれにせよ、机、機械、ロボット、その他想像できるほぼあらゆるものを組み立てる場合、アルミニウムの押し出し材はツールキットに入れておくと非常に便利です。