アクリル板で水車を制作

今回は3mmの透明アクリル板を使って水車を作ってみました。
水車の直径は１０ｃｍ
接着剤を使わないで穴にはめ込む方法で組み立てるように工夫しました。

1.水車の側面部分CADデザイン

CADソフトを使おうと思いましたがこのくらいだとillustratorでも出来るので、レーザー加工機に直接データーが送れるillustratorを使って設計デザインをしました。
直径１０ｃｍの円の中に水車の組み立て用の部品がはまる穴をあけていきます。
（赤の四角部分）
縦板と横板を30度ずつ回転させて配置しています
（時計と同じでなので12枚ずつパーツを取り付けることが出来ます）
縦のパーツに角度をつけると水が溜まりやすくなりますが最初なので作りやすい方法を採用しました。

アクリルの厚みが3mmですが、レーザーでカットすると少し余分に溶けてしまうためほんの少し小さめにカットします。今回使用するアクリル板と当社のレーザーの組み合わせだと2.85mmでぴったりはまりますが、素材やレーザーの種類などで違うため何度か実験してちょうどいいサイズを見つけてください。

実際に組み上げている写真があるとイメージしやすいと思いますので組み立て途中の写真をアップしておきます。

中央の穴は力を入れないと動かないぎりぎりのサイズでカットします。
ゆるまないのが理想です。端材で確認してぴったりサイズを探しました。

２.水受け部分のパーツを作製

1番で作成した側面部分の穴に合わせてパーツを作製しました。
計算するのが面倒だったので１のパーツの上で距離を測って作りました。
（水車の幅は15mmで作っています）

３.水車の土台部分を作製

今回はオブジェとして作ったので土台は倒れなければいいので簡単な仕組みで作りました。

三角の部品を赤い穴の部分にはめて固定するようにしました。
黄緑の線の部分は穴が開きます。オブジェだと手で回すことが多いと思ったので横の力にも対応できるように足の部分を大きく作りました。透明アクリル板なので大きく作っても見た目には影響が少ないと思い強度優先です。

４.レーザーでカットします

30wのレーザを使って3mmの透明アクリル板をカットします。
設定：スピード1.5％　パワー75％　
（機械ごとに出力が違うので目安程度に）
このくらいだと1５分程度でカットできます

カットが終わったアクリル部品です

５.アクリル板の保護紙をはがします

見たままの作業です。レーザーでカットするとカット部分と保護紙がくっついてしまうのでコツをつかむまでははがすのは難しいですが何度かやっているとスムーズに出来るようになると思います。

６.水車を組み立てます

保護紙をはがしたら組み立てていきます。特に難しい順番とかはないのであけた穴にはめ込んでいくだけです。設計の段階で失敗しているとうまくはまらないのでここで1番の設計まで戻ってやり直しです。
5分から10分くらいで簡単に組みあがると思います。

７.水車の土台部分を組み立て

土台に足をはめるだけでOKです設計段階でうまくいっていれば特に問題ないと思います

８.水車の軸を取り付けて土台に置けば完成です

軸はホームセンターで買ってきたものをのこぎりでカットして使用します。
ホームセンターのアクリル製品はレーザーでカットしたときに有害物質を発生させるものがあるためのこぎりでカットします。レーザー部分にも成分が付着したりして故障の原因となるため注意してください。

今回は出来るだけシンプルで単純な構造で設計してみました。
レーザーカットなので接着剤と相性が悪いためはめ込みだけで作りましたが、実際に長時間動かす場合はクサビ等も使って固定する必要がありそうです。
１回目の作品としては予定通りに仕上がりました。