段ボール紙でジグソーパズルを作る


 Podea-01による薄い紙のカットはだいたい要領が分かったので、もう少し厚めの材料のカットテストとして、段ボールでジグゾーパズルを作ってみた。段ボール紙のカット、何が大変って、カットにやたら時間がかかるのがつらい。。。

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 市販のジグソーパズルは、木の板(枠)にピースの形に折り曲げた刃を取り付けて、それで厚紙をプレスして作っているらしい(これは、シールとかと同じだ)。レーザーカッターなら、時間はかかるけど好きな形にカットできそうな気がしたので、やってみた。

ジグソーパズル用のパターンを用意する

 まずIllustratorとかでピースの枠に相当する線を適当に作る。それを縦横に格子状に並べて、さらに枠を付ければ完成だ。コピペで作るとすべてのピースが同じ形になってしまうので、適当にずらしたり曲げたりして、各ピースの形が少しずつ異なるようにするとベター。出来あがったパターンは次のような感じだ。とりあえず、縦20cm×横25cmくらいのパターンで作ってみた。この図だと、一番上の線を1つ作って、それをコピーしたり、反転したり、一部曲げたり変形したりして、いろんなパターンに変化させている。で、それを縦にも回転して貼り付け、さらに周りに枠をつけて、余分なところをカットする。

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 本来なら彫刻用の図柄も入れるところだが、すんごい時間が掛かることが予備実験で分かったので止めて、カットだけにした。

 次は、段ボール紙カット用のパラメーターを設定するが、これは試行錯誤が必要だ。1回でカットするなら、ヘッド移動速度は最低の0.8mm/secぐらいまで下げないとカットに失敗するだろう。

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 この図ではとりあえず繰返し回数は1回にしているが、カット面をきれいにしたいなら繰り返し回数を増やして、その分移動速度を上げるとよい。繰り返す回数が少ないと、1回あたりに焼ける量が増え、カット面がきたなくなるみたいだ。例えば繰返し回数をn回にするなら、移動速度は単純計算でn倍にできる。実際には、n倍よりも少し少なくてもいいみたいだが、そのあたりはテストで決めていただきたい。

 で、上の条件でカットしようとしているところが次の写真。前回用意した金網の上に段ボール紙を置いて、さらに浮き上がらないようにアルミ棒の重しを載せている。段ボール紙ってけっこう曲がっているので、どんなにきちんとフォーカスを合わせたつもりでも、かなりずれている。しょうがないね。

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 パズルの絵柄がないと後で大変そうなので、絵柄の付いた段ボール紙を使っている。元はコーラの箱だ。ちゃんとやるときは、段ボールに印刷するか、印刷した紙を貼り付けたりする必要があるかも。これは段ボール紙なので厚さは場所によってかなり異なるし、中身はスカスカだが、全体的な厚さはだいたい2.8mmぐらいのようだ。紙がぎっちり詰まっているわけではないので、構造的には0.2mmぐらいの紙が3枚重なっているような感じ。でも全体的にかなり厚さがあるので、すべての部分にフォーカスがきちんと合うことはなく、常に1~2mm程度ずれているような状態になる。なので、カット速度は紙3枚分よりも、さらに下げないとうまくカットできない。

カットに1時間半もかかる

 以上で準備ができたのでカットしてみよう。この例だと、カット速度が0.8mm/secなので、カットを終えるまでになんと1時間半もかかってしまった。ヘッド移動速度を上げて回数を増やすと、その分ヘッド移動の回数も増えるので、さらに時間がかかるみたい。別のパラメーターでもう一回やろうと思ったが、面倒なので止めた。

カット結果は?

 カット結果は次のような感じだ。

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 一見すると、かなりうまく切れているように見える。カット面をアップにすると次のような感じ。

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 カット面はかなり焼けている。ちょっと動かしただけで、このように黒い粉(炭)が飛び散ってしまっている。なので、各ピースを外した後は、きれいに炭の粉を吹き飛ばさないと、あっという間に黒く汚れてしまうので注意。

 ちなみに、段ボールをカットしたレーザー光は下まで突き抜けているが、カット速度が遅いにもかかわらず、下のMDF版には焼け跡は一切残っていない。1cm以上離れているので、フォーカスがまったく合っていないからだろう。。

 Podea-01から取り出して、並べ直したのが次の写真。

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 なんか、ピース間にけっこう隙間が空いているように見えません? 実際、隙間が空いていて、市販のジグソーパズルとはちょっと違う感じ。かなりガタがあって、各ピースがゆるゆるである。拡大するとこんな感じ。これは隙間を一番無理矢理広げた状態。

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 これ、金取って売ってたら返品ものだよねww 隙間空きすぎ。 しかもピースの縁がなんか黒いし。

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課題は?

 この段ボールジグソーパズル、次のような課題がありそう。

  • 隙間が多い。せっかく組み立てても、“ガタ”がある
  • ピース間の接続部分の形が悪い。レーザーカットで焼け細ったので、ピース間の接続用の「丸いパーツ(連結部とでもいうのか?)」が小さくなりすぎた。もっと大きくデザインするべき
  • 縁が黒い(下手すると、炭で手やピースが黒く汚れる)

 隙間が多いのは、レーザーパワーが強すぎなので、ヘッド速度を上げて、繰返し回数を増やせばもう少しマシになりそうだ。

 が、縁が黒いのはレーザー加工機だから、ある程度我慢するしかない。ヘッド速度を上げて、繰返し回数を増やせばもう少し焦げ目が少なくなるみたいだが、まったくゼロにすることはできないので、このあたりは妥協するしかない。

 今回は段ボール紙で実験したので、かなりしょぼいパズルになったが、バルサ材に変えてみればもう少しましになるかも知れない。でも、売り物になるジグソー作りたいなら、プロ(業者)が使っているような、ジグソー用の抜き型を用意するべきか(売ってるものなんだろうか)。もしくは、CNCにすっごく細いドリル(ミル)を付けてカットすべきか。うーーむ、次はやっぱりCNCも導入するかな。。。。

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