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予算10万円でCNCフライスを自作!コストを抑えて加工部品を調達する工夫をmeviyから学ぶ|ものづくりアイデア特集

今回は茨城県にある国立大学に所属の現役学生のお客様より 、meviyをどのようにご活用いただいているのかを取材させていただきました。

CNCフライス盤製作

製作者:沖 真裕さま|所属:筑波大学 工学システム学類 エネルギー工学主専攻【つくばろぼっとサークル】|meviy利用歴:はじめてのご利用
担当:所属サークルでNHK学生ロボコンに出場することを目標にロボット製作プロジェクトを結成。機体製作を担当するハード班のリーダー。

自作CNCフライス盤 自作CNCフライス盤
フライス盤の大きさは、奥行400㎜、幅300㎜程度。自宅でも切削加工ができる卓上サイズ。ネットに公開されている自作CNCフライスの記事を参考にして製作。
X軸結合用側面フレーム X軸結合用側面フレーム
切削部を台座のY軸方向に直動させるための支えで、機構の背面部品を固定している。
1枚のプレートを半分にカットして使用。

X軸結合用側面フレーム_02
meviy FA meviy FAメカニカル部品(マシニング加工)
材質:SS400
表面処理:なし |公差指定:一般公差
納期:6日目出荷 |参考価格:15,900円
エックス型の背面固定部品 エックス型の背面固定部品
アルミフレームにリニアガイドを取り付けるため、X軸方向に動くリニアガイドとの接続部分に設置する。
全体的に覆って固定する際にSS400を長方形そのまま使うと重すぎてしまうので、削って全体が軽くなるよう工夫。削り方を考えて設計したところ、見栄えも格好の良い形状になった。

meviy FA meviy FAメカニカル部品(マシニング加工)
材質:SS400
表面処理:なし |公差指定:一般公差
納期:6日目出荷 |参考価格:11,300円
Z軸方向リニアガイド 切削部固定用部品
切削部をZ軸方向リニアガイドに固定するために咬ませる部品を製造。左右対称のプレートを設計し、金属板1枚で発注。半分にカットして左右に取り付けた。

切削部固定用部品
meviy FA meviy FAメカニカル部品(マシニング加工)
材質:SS400
表面処理:なし |公差指定:一般公差
納期:6日目出荷 |参考価格:5,000円
ステッピングモーター ステッピングモーター取り付け部品
ステッピングモーターは3つ配置するため、取り付け用のプレートも同じ形状の部品が3つ必要。
1つのモデルを複写して3連続にモデリングし、1枚のプレートとしてmeviyで発注。自分で3分割にカットした。


ステッピングモーター取り付け部品
meviy FA meviy FAメカニカル部品(マシニング加工)
材質:SS400
表面処理:なし |公差指定:一般公差
納期:6日目出荷 |参考価格:7,200円

加工機の利用ができなくなり、作業がストップ・・・CNCフライスの自作を決意

NHK学生ロボコン出場に向けてロボット製作プロジェクトを総勢30名程のメンバーで発足。
ハード班はロボットの構成する機構の設計と、機構単位で設計したものを一つの機体にまとめる統合設計を担当しています。
2021年の競技内容は「投壺(トウフー)」。的になる壺状の入れ物に矢を入れる競技です。矢を自ら供給し、矢を構えて投げ入れる動作が必要。距離の違う壺に投げ入れるための制御などを考えて試行錯誤しています。

そんな中、新型コロナウィルスの影響で大学にある加工機が利用できなくなり、作業がストップ。なんとか自宅でも部品加工ができるようにならないか?と考えた結果、切削加工機そのものを製作することを決意しました。

初めてのmeviy-品質も時間も自分たちで加工するのとは全然違った!

meviyを知ったのは、2020年の夏ごろ 。前年度大会の機体制作中でしたが、今年度同様に新型コロナウィルスの影響で大学の加工機を使えなくなっており、自分たちで部品を加工するのは難しいと感じていた時期 でした。「meviyを使えばなんとかなるかも?」と考えていたものの、予算の都合上、手が出せず・・・それ以来なかなか利用するきっかけがなかったのですが、今回ようやくmeviyを利用することが叶いました。

私が所属するサークルでは通常、3DCAD上で設計を行います。簡単なものは手書きで、複雑なものはCADソフトの図面生成機能を利用して図面に起こし、加工を行っています。
図面にして出したほうが寸法の指示は分かりやすく、頼むほうも図面で見て図面で指示したほうが伝わりやすいと思ってやっていますが・・・とにかく時間がかかるんですよね。

それが、meviyなら3Dデータのまま。人を介さずに3DCADで設計したデータそのままで注文することができ、図面での指示も不要。品質も学生が作るものと比較したら全然違いました。

また、学校にあるフライス盤は型も古いですし、技術的にも機械操作にはそれなりの時間がかかります。
今回、meviyで13個の部品を発注したため、それら全てを加工することを考えると体力的にも非常に助かったと感じています。

とにかくコストを抑える!10万円の予算で工夫したこと

CNCフライス盤の機体を製造するにあたりmeviyで調達した13点全てをSS400で製作。本当は軽量のアルミにしたいところでしたが、meviyで注文するのは10万円までの予算。この予算内で収めるために、表面処理なしの鉄を選びました。

エックス形状の部品のように機体の背面に設置する固定部品は容量が大きく、鉄だとアルミに比べて大変重くなってしまうので、強度と値段を考えながら、可能な限り削りを入れて軽量化。見た目も恰好が良くまとまったので結果的にも満足しています。

また、左右対称の部品や同じ形状で複数個必要な部品は、1つの部品を複数個頼むよりも1枚のプレートで注文して自分でカットすることで値段を抑えることができました。左右対称に設計したり、同形状のモデルを連結させたり工夫をすることで、予算内で部品を調達するコツを学ぶことができました。

meviyは短時間で自動見積もりができて、対人のやり取りも発生しないので、ある程度カタチになったら、データをアップロードして繰り返し何度も価格を確認することができます。価格を気にしつつ設計を考えることができるので、すごくやりやすかった!
3D設計からそのまま注文できることはすごく助かりました。

値段を抑えるアイデアを採用してほしい!meviyから学んだこと

学生基準で言うと値段は高いと思いますが、その他の評価は満点。値段を抑えるアイデア機能を今後どんどん採用してもらえると嬉しく思います。

今回は自分で設計から試してみましたが、値段を抑える方法として複数個の部品を板チョコのように1枚のプレートで頼んで後から自分でカットするという方法を使いました。値段を抑えられるこの方法が使いやすくなる機能として、単体の形状でアップロードして、それをコピーして繋げられる機能があるとよいですね。この機能が搭載 されていれば、欲しい部品のモデルと別に複数個連結させたモデルを作る手間が抑えられます。

それを含めて、価格を安くできる設計アドバイスを見積もり画面で確認できる機能があると嬉しいです。
例えば、穴径を揃えてグループ穴にすると安くなるなど。使い慣れている人にも「気づき」のあるメッセージがあると、コスト重視のユーザーにはすごく”ありがたい“のではないかと思います。

ロボットの機体部品を自宅で製作するためにCNCフライスを自作することが目的でしたが、meviyを利用したことで、自分たちではできないことや時間の価値、予算を考えながらの調達や設計の工夫を学ぶことができました。自分もサークルとしても大きな経験値となり、非常に良い体験になったと思います。

課題
  • 学生同士の部品加工は加工指示や品質に不安
  • 予算10万円でCNCフライスに必要な部品を調達
導入効果
  • 特別な指示をしなくても、3Dデータのままで高品質な部品を入手
  • 材質と設計を工夫してコストを抑えるコツを学んだ