理想のアルミ削りだしケースを考える [構想編] #1

はじめに

ハードの開発が好きな人間にとっては，PCBよりもケースなどの開発のほうが楽しかったりします．

先日作ったPCBも，ケースを開発するために作ったといった方が適当です．で，肝心のケースをこれから設計したいわけなのですが，構想からまとめたと思って書いてます．

3月までには完成に持ち込みたいので，ぼちぼち構想を固めながら設計を進めていきます．

順次考えながら書いていくので長編になる可能性あります．

コンセプトを考える

ケースの設計を進めるうえで，コンセプトを固めておくことは重要だと思います．

なにを目指して作るのか，どうしても取り入れたいものなどを明確にしておけば，妥協せず納得のいくものが作れるでしょう．

今回は”アルミ削りだしケース”を前提として設計を進めていきます．そのうえで，見た目の美しさを何よりも重視することとします．

出典：KBDFANS

設計，製造までのすべての作業を一人でやるため，作業環境による制約が一部あります．以下列挙します．

① 加工機械は3軸NCフライス盤

② 材料はアルミニウム合金（A5052など）

③ 材料の歩留まりを考慮した設計にすること

④ 可能な限り既存の加工工具（エンドミル等）で加工可能な設計にすること

ざっとこんなところでしょうか．その上で，完成目標を以下のように設定します．

(a) 金属特融の無機質さを基調とし，凛とした印象を持たせる

(b) 十分な重量を確保し，快適な打鍵感と安定性を確保する

(c) 見た目が美しく，オリジナリティを兼ね備えた形状とする

以上をまとめると，機能性よりも見た目重視で加工可能な形状を目指します．樹脂ケースでは表現できないアルミ特融の冷たい印象と無機質さが大好きなので，そうした見た目を重視して設計を進めていきます．

ひとまず設計のコンセプトはこんなところでしょうか．せっかく自分で設計できるので凝ったことしてみたいですが，何かと制約もあるので自由度はそれほど高くないのが残念です．

なにから始めるべきか

コンセプトが固まったところで，具体的に作業に取り掛かりましょう．設計を行う上で，何から手を付けるか難しいですね．

設計を行う上での工程を列挙してみます．ただの学生が考えてるので，実際の機械部品設計とは異なります．

(ア) 仕様の決定

何をするためのどんな部品なのか決定します．強度，形状，材質等の制限を明確にする必要があります．今回の場合，強度や材質に対する制限は無いため，上記のコンセプトが仕様に相当するかと思います．

(イ) 詳細設計

部品の具体的な形状を決定します．この時，加工方法の検討，加工性の検討を行い，必要に応じて仕様を変更します．今回は，工程設計と並行して形状の検討を行っていきます．最終的に暫定的な設計解を決定します．

(ウ) 評価

暫定の設計解を評価します．部品強度などについてはCAEなどの解析を行う必要がありますが，今回はCAEによる解析は必要ありません．したがって，加工性の評価のみになります．具体的には，CAMによるプログラムパスの検討と評価を行います．必要に応じて仕様および詳細設計を再検討します．

(エ) 設計解の決定

評価をもとに，最終的な設計解を決定します．

(オ) 加工

実際に加工して完成です．

思うがままに設計を行ってもいいのですが，ある程度工程を明確にした方が作業がスムーズでしょう．

設計としては(ア)~(ウ)を繰り返していくことになりますが，今回は仕様（コンセプト）の制約が少ないので，(イ)~(ウ)を繰り返すのが実際になります．

なんだか順番がめちゃくちゃなようにも思いますが，(ア)はコンセプトを明確にした時点でほとんど決定されています．なので，次に取り組むべきは詳細設計になります．

おわりに

今回はここまでにします．やるべき事とコンセプトが明確になったので，次回から詳細設計に入っていこうと思います．

設計のプロセスについては，3Dプリンタ製のケースであっても通じるものなので，参考になるかもしれません．

このシリーズはゴールが見えてないのでぼちぼちやっていきます．

ではではー