加工素材についてのお話

コラムという項目を作ったのはいいもののコンテンツが全くない状態で
長らく放置されて残念なことになっていたので,
第1弾として精研でよく使う素材についてのお話をしようと思います.
部室で後輩と話してたら思ってたより素材について知らなかったから書く気になったという残念な動機
精研ではロボコン,エコラン問わず素材を加工してものを作っています.
自分たちで使っている素材くらい知っておきましょうということで,
簡単にですがそれぞれについて特徴や部内での使われ方等を書き出してみました.
何となくでいいので知っておくと便利なときがあったりするかもしれません.
調べたHPによって強度とかの値が違っていたりすることもあるので
強度計算とかをする際には自分で調べ直すことをお勧めします.
金属

・鋼系

SS400
一般構造用圧延鋼材.引張強さ400MPa以上の鋼材.
主にエコランの車体フレームに使う.安い.
余談だが,製図の授業の部品は素材の指定がだいたいこれ

S45C
炭素含有量0.45%の炭素鋼.
ロボ班では主に歯車とか平行ピンとかの素材として用いる.
焼き入れ済みのものはほとんど加工できない.
焼入済みだと引張強度690MPa以上,比重7.86.
直径3のS45C焼き入れピンはかわロボのアームの最終軸に使っても折れない(と信じてる).
すぐに錆びるので,追加工してめっきがなくなったらそれなりに対策をしましょう.

SUS303,SUS304
オーステナイト系ステンレス.ステンレス鋼は耐食性に優れ,アルミより傷がつきにくいが重い.
引張強度520MPa以上,耐力205MPa以上,比重7.90.

かわロボのスペーサやねじで使うと疲労でねじ山がツルリと向けて(部分分数分解で確認済み)

しまうのでチタンや鋼のネジを使いましょう.
棒材を使うときもあるが加工しにくい.

・アルミ系

A1100
99%の純アルミニウム. 強度が足りないので基本使わない.
秋葉原で間違って買ってきたときに部室にある.

A2017
ジュラルミン.かわロボのメイン素材.軽いのに強い.
引張強さ345MPa以上,耐力215MPa以上(調質T4の時)であり,耐力はステンレスを超える.
切削も簡単.部室で先輩が2000番台とか言ってたらほとんどがこれのことを言っている.
比重2.70.基本的に志摩鋼業で一括購入.秋葉原だと奥澤で売ってる.

A2024
超ジュラルミン.ジュラルミンを超える強度のアルミ合金.
強度の代わりに耐食性が低下している.
精研ロボ班ではこれの棒材を使うことが多い.加工も簡単.

A5052
アルミ合金の一種.加工が簡単でそこそこの強度がある.
ジュラルミンと違い曲げられるので,曲げた板が欲しいときとかに使う.
また,溶接がしやすいアルミ合金である.秋葉原に買い出しに行くと売ってる板は基本これ.
間違って買ってくる人が多いので買いに行く人は店員さんに確認を取るようにしましょう.
精研の一部の部員は切断面を見てA2017とA5052を見分ける.

5052材の方が切削時毛羽立ち安い,粘っこい 気がする.

A7075
超超ジュラルミン.A2024を超える強度のアルミ合金.
入手性が低くロボコンでは使いたくてもなかなか使えない.

A7N01
これも7000番台のアルミ合金の一種.
A7075よりわずかに強度が落ちる代わりに溶接性が向上している.主にエコランでフレームに使う.


・その他金属

黄銅,真鍮
かわロボの歯車など各種金色っぽい色の部品はこれ.
部でよく使われているのは快削黄銅(C3604)という種類の切削性を向上させた黄銅の合金である.
比重8.43.精研だと主に追加加工が必要な歯車や直角スペーサなどに用いられている.

・樹脂

ポリカーボネート
耐衝撃性及びプラスチックとしては高い強度を持つことからかわロボの一部の機体ではフレームなどに用いている.
ネジロックなど対応していない接着剤をつけると割れやすくなるので注意が必要.
比重1.23.薬品を使うときれいに染められるらしい.

POM,ジュラコン,ポリアセタール
名前が3つ書いてあるが基本的に同一の素材を指す(商品名等).
強度,耐衝撃性,加工性などの特性をバランスよく持つため歯車やスペーサなどの素材として使われる.
耐摩耗性に優れるため摩擦が起きそうな部分にでも使うといい.比重1.41.
板材、棒材ともに公差が酷く注意が必要.

塩ビ
主にNCの捨て板になってるプラスチック.
比較的安価で手に入れやすいために使っている.
エコランの窓になったりもしている.比重1.4.

2013年8月,著:2012年度ロボ班班長,設計機体:黒い悪魔,fai,fai#,