第1章-2:設計ドック始動!(基本設計全体像)🚢

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1.INTRODUCTION✨

いよいよ、1/150スケール駆逐艦「雪風」建造計画の第1話です。
今回は、Fusion360での基本設計に入る前段階として、
どんな方針で図面を作り、どんな分割構造にするのかを整理していきます。

なお、記事の中ではサポートキャラクター・レトリカにも手伝ってもらいながら、
できるだけ読みやすく、作例として再現しやすい流れを目指します。

1.INTRODUCTION
2.基本寸法と構造方針
3.Fusionでの設計方針
4.分割構造案
5.各ブロック説明
6.使用材料と選定理由
7.印刷時の懸念点と対策
8.組立・内部構造の見通し
9.会話
10.次回予告

2.雪風の基本寸法と構造方針⚙️

今回の雪風は、全長約79cmになる1/150スケール。(駆逐艦雪風の全長は118.5m)
船体は4分割し、上部構造物はPLAとABS-likeレジン、船体と甲板はPETGで製作します。

RC化を前提としているため、船底には軸受け、シャフト、モーター(260モーター2基)を設置し、
バッテリースペース・防水構造も最初の段階で盛り込みます。

3.Fusion360で作る“基本船体ライン”📝

雪風の船体は、陽炎型特有のシャープな艦首と
球状艦首にかけての緩やかなカーブが特徴です。

Fusion360で設計する際には、まず基準が必要です。
「原点」「基準平面」「船体の中心線」 を明確にしてから
スケッチを起こします。

その後、実船図面(天面図・側面図)を下絵として読み込み、
スケッチを重ねることで正確なラインを作っていきます。

4.分割構造の検討(4ブロック)🛠️

後の工程で必要になってきますが今回の雪風は、
船体は艦首(艦橋まで)と船体中央から艦尾まで、船体前・中、艦尾で分けた分割方式 にします。

4分割にする理由は、単純に使用している3DプリンターのBanbu lub A1の最大サイズが255mmのためですがそのほかにも

  • 造形時の安定
  • 反り対策
  • 内部構造(モーター/バッテリー)の整備性
    などのバランスが良いため。
  • RC仕様としては強度の確保とメンテナンス性の両立が重要になります。

5.各ブロックごとの特徴と役割

今回の1/150駆逐艦雪風では、船体を4つのブロックに分割して設計・造形していきます。
それぞれのブロックは、機能面と構造面の両方から大きく役割が異なるため、
最初の段階で「何を担当させるか」を決めておく必要があります。

● 船首ブロック(前部)

波切り形状が強く、もっとも複雑な曲面が集中する部分です。
また、上甲板と一体化にするため、精度の高いプリントが求められます。

● 中央前部ブロック(電源部)

モーターやバッテリーなど、内部設備を搭載する主要ブロックです。
内部スペースを確保しつつ、重量配分にも気を配る必要があります。
さらには甲板上の魚雷発射管を可動式にしています。スペースの確保にも気をつかう必要があります。

● 中央後部ブロック(配線部・機関部)

基本的な考え方は中央前部ブロックと同じですが、配線ルートの取り回しを担う部分とモーターを設置する場所になります。
前部ブロックと艦尾ブロックの接続があるので接続部には特に注意が必要です。

● 船尾ブロック(スクリュー・軸基部・舵)

船体の中でもっとも複雑な形状になります。RC化を考えるときには水の浸水を一番気に掛ける必要がある箇所です。
とりわけスクリューシャフトが艦外につながる穴。また、舵から垂直に繋がる軸もこの部分で受けるためヘッドスペースを
確保する必要もあります。
RC艦としては特に強度が求められるため、肉厚や補強位置を慎重に決めます。

6.使用材料と選定理由

今回の雪風では、RC艦として実際に航行させる前提で材料を選定しています。模型として考える場合は、PLAまたは、レジンだけでも可能だと思いますが
積層だけでつくるとどうしても精度不足に感じるかもしれませんし、逆に船体などの大きな個所をレジンだけで作るのは時間と労力がかかってしまいます。

船体外板・甲板:PETG
メリット
・耐水性が高い
・PLAより耐熱/耐久性があり、反りに強い
・大型造形との相性も良い
デメリット
・硬い!サポートの切除がつらい。穴をあけるのに苦労する
・吸水するとポキポキ折れる危険性あり
・精度はPLAより悪い

上部構造物:PLA
メリット
・プリントが容易
・大型造形との相性が良い
・PETGより精度が出る
デメリット
・精度はレジンより出ない
・耐熱性はPETGに劣る

艦上構造物・装備:ABS-likeレジン(水洗い)
・一般的な水洗いレジンより曲がり耐性がある
・ディテールの再現性が高い
・Saturn Ultra 12Kとの相性が抜群
・シャープな仕上がりが得られる

軸系:真鍮パイプ+金属スクリュー
・耐久性第一
・長期間の運用でも摩耗が少ない


7.印刷時の懸念点と対策

大型船体の造形では、いくつかの懸念点が予測されます。

PETGの反り
→ ベッド温度の最適化、Brimの活用予定。吸湿時の印刷中のフィラメントの折れ

船底の層方向と強度
→ 内部リブを設けて補強する計画。

シャフト穴の精度ズレ
→ 必要に応じてレジンパーツを埋め込む案も検討。

分割面の合いズレ
→ 初期段階で仮組みデータを作成し、Fusion側で微調整予定。


8.組立・内部構造の見通し

内部構造は航行性能に直結するため、最初から配置方針を決めておきます。

・モーター:260サイズ×2基
・バッテリー:LiPo 2Sを中央配置
・サーボ:後部に1基(90度稼働するもの)9g程度の軽いもの
・配線はメンテしやすいよう左右いずれかに寄せる
・防水:エポキシ+クリアスプレーで多層化
・ESC(スピードコントローラー)

実際の造形や試験航行の結果を見ながら最終調整していきます。

基本的にRC艦として動かす分には上記のメカでいいのですが、今回は魚雷発射管を稼働するためにさらに下記の機材が必要になります
・サーボ:甲板の裏側に設置
・2㎜軸及び軸受け


9.内部配置の目安

おっちゃん!内部配置って最初から全部きめちゃうの? あとで変わったりはしないの?

いきなり全部きめないよ。まずは必要なメカが収まるかの目安をつけるくらいでいいんじゃないかな。

ふーん。そんな感じでいいんだね!


10.次回予告

次回の「第1章−2」では、Fusion360で船体外形を設計する準備として
・図面の選び方
・キャンパスの挿入方法
・陽炎型独特の形状のポイント
・船体断面の作り方
を紹介していきます。


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