走る趣味はございません

自転車話のブログ。たぶん。

金属材料の切断時間メモ

旋盤の工作材料にする金属素材を切断した作業時間の備忘録。
写真のこれ、ずっしり重い、数キロある金属です。
DSC01899.jpg

これまで中空のパイプ状素材はいろいろと切断した経験がありますが、
ここまで太い鉄の「棒」を切断した経験がほとんどありませんでした。

DIYで太い金属を切断可能な電動工具は、
バンドソー(帯鋸盤)、ジグソー、切断機、マルノコ、糸ノコ、レシプロソー、グラインダー、
ちょっと考えただけでもいろいろ思い浮かびました。
何れも家庭用の道具として揃えられる物です。


旋盤を使って切断を考えるなら
エンドミルやメタルソーアーバーを取り付けて切断とか・・・
出来なくはないと思いますが旋盤から飛び出る長さの生素材を粗くカットするには向かない方法に思えます。

忘れちゃいけないのが、鉄工用のノコギリでギコギコギコっていう手作業もあります。
太い鉄鋼棒の切断だと1カットに1時間以上かかりそうなので私の体力では無理ですけど。

今回切断した鉄鋼はS45C。
ディスクグラインダーに金の卵を取り付けてフルパワーで回転させて切断しました。
グラインダーは550Wで9000回転のスペックです。
安物ですがウチでは結構活躍している電動工具です。


φ32の切断に1カット約6分。
φ20の切断に1カット約2分。

DSC01902.jpg

ディスクグラインダーは手に持って使う電動工具なのでパワーロスがあります。
これだと切断にけっこう時間がかかるので、
スタンドを用意するなど治具を使った手段を考えたほうがよさそうです。

「なんだ6分じゃん、なんだ2分じゃん」と思う方もいるかもしれませんが、
派手な騒音、派手な火花を撒き散らす作業を住宅街でやっていると物凄く長い時間に感じます。
近所からの見えない視線が痛いです。

うるさい作業はまとめてやっておいた方がいいと思い、
複数のカットをやっておきましたが、
作業の気を緩めると大怪我をするので力を込めて集中するのに疲れました。


旋盤による削り出しの部品作りは楽しいです。
金属をこういう風に加工するなんて自身のこれまでの道具では出来ませんでした。
DSC01969.jpg

でもちょっと戸惑い。
上図写真の部品なんかは、削り出しで時間をかけるよりも
異径のパイプを溶接なりボルトオンで組み合わせた方が手っ取り早い気がします。
旋盤があると適材適所の判断が出来なくなるという落とし穴。

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  1. 2017/03/20(月) 22:22:31|
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旋盤Compact3の必要スペース

卓上ミニ旋盤コンパクト3を使うド素人日記。

卓上旋盤の中でも小さいサイズのミスターマイスターコンパクト3。
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「ミニ旋盤なら置き場所に困らない!軽くて移動も簡単!」といった触れこみが各所で見受けられます。
まるで家庭用の卓上ミシンと同等くらいの印象を与えていますがこれは大嘘だと思ってます。
小さな家庭用旋盤といっても何も考えずに購入したら置き場所に困る人の方が普通じゃないでしょうか。
それに軽いとは言っても十数キロあります。

どうでもいいことですが我が家には卓上ではない脚付きのミシンが室内に鎮座しています。
本体は鋳物で重いです。
さすがにそれと比べるならコンパクト3は気軽な機械です。

旋盤を購入する時点で作業専用部屋がある人なら大した問題ではないかもしれませんが、
一般住宅だと切り屑の処置も含めて購入前には作業場所、人によっては収納場所の検討が必要です。
金属の切り屑を燃えるゴミと一緒に混ぜるわけにはいきません。

コンパクト3のように旋盤の機能やワークスペース(心間)を犠牲にしてでも
残念ながら(?)この小さい旋盤を選ぶ人は価格よりも住環境の問題が大きいでしょう。
家庭の事情うんぬん、
家が狭いからとか、
私もそんなところです。
同サイズ程度の旋盤は他にもありますが、
なんだかんだでコンパクト3の購入を考えている人向けに収納箱の観点からサイズを紹介しておきます。
常設するにしても収納するにしてもどれくらいのスペースが必要になるのか目安にどうぞ。


私の作業場所は自宅敷地のコンクリ敷き駐車場スペースなので木屑でも鉄屑でも粉塵の問題はあまりありません。
作業前後に掃除をすればいいだけです。
でも道具類は都度片づける必要があるので収納箱を作りました。
箱の内寸は、水平440、奥行305、高さ240です。
前後左右に無駄な隙間を作らないよう猶予は2~4ミリ程度としています。
ほぼジャストサイズを狙って作りました。
DSC01870.jpg


寸法解説

<水平サイズ>
正面から見て右端の縦送りハンドルを外さずに収納出来るサイズにしていますが、
オプションの自動送り装置(右側)を付けると箱に収まらなくなります。
縦送りハンドルか自動送り装置のどちらかを外して収納する前提にしています。
これは当方宅の物置サイズを考慮した結果です。
両方とも付けたまま収納したい場合は自動送り装置の黒い軸の飛び出し分のサイズアップが必要です。
更に手回しハンドル(自作)を付けたままにしたければ、
その分のサイズアップも考慮しなければなりません。
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<奥行サイズ>
真正面の横送りハンドルが有るか無いかで箱の容積が嵩むのでハンドルを外して収納する前提にしました。
横送りのテーブル自体を外せば大幅なミニマム化も狙えるのですが、
さすがにこれを都度脱着するのでは手間がかかりすぎるので諦めました。
あとは背面のケーブルが飛び出ていなければ大幅に小さい収納箱になるのですが、
配線を本体に這わせる改造をするとモーター熱の影響を受けそうなので様子見です。
たぶんこの飛び出しケーブルはモーター熱を避けるためにあえてこういう形状にしているのだと思いますが、
それにしても飛び出しすぎなのでどうにかしてほしいところです。
これは製造OEM元の設計が悪いです。
この飛び出し寸法を奥行と考えるなら上位機種のCompact7、Compact9よりもCompact3の方が奥行は大きいです。
これはメーカー公表の寸法図からでは分からないことです。
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<高さサイズ>
一番高い部分はメーカー公式の寸法図だと透明カバーの上部230mmとなっていますが、
実際には回転調整の上部(ボリュームつまみ)の方が高くて236mmです。
よって、収納箱の内寸の高さは240mmにしています。
もし高さを下げたいならボリュームシャフトを切断してつまみを小さい物に変更すればOKです。
電子工作だとボリュームシャフトを切断するのはよくあることです。
シャフトの短い同一スペックのボリューム部品が入手出来ればそれに交換してもいいのですが、
左に絞った時にSWが付いているタイプは入手性が悪いです。
他にはゴム足を外したり小さくすることでも高さを下げることが可能です。
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作り方のようで作り方になってない説明

箱の素材はホームセンターで売っている9mm厚の合板にしています。
ウレタン黄色塗装のコンパネだとホルムアルデヒドの問題があるので念のため避けます。
屋外の物置に収納する箱ならどうでもいいことなんですが、
余った材で室内の棚作りDIYをしたかったのです。

9mm厚の材から収納箱を作る場合の寸法はこちらです。
この寸法で切り出せばコンパクト3用の収納箱になります。
ただし個体差があるかもしれません。
収納箱を作るなら念のため自分のマシンを実測した方がいいです。

●底板:440x305
●側板A:458x249
●側板B:305x249
●天板:458x323

910x1820(おおよそ畳1枚)の大きな板から切り出したので旋盤の収納箱の作成だけでは大きく余ります。
他の用途にも無駄なく活用するように事前に寸法の計算してパネルソーで切り出して貰っています。
ホムセン店員に30カットくらいをミリ単位で指定している詳細図面を見せたら「面倒な客が来たな」という表情をされましたw
カット料金は店によってだいぶ違います。
高い店だと1カット100円。
安い店だと1カット30円。
2枚重ねの同時カットなら1カット扱いになる店とそうでない店もあったり。
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持ち手の部品を付けると物置内でのスペースを無駄にとってしまうので、
トリマーで爆音を唸らせながらパネルを掘り込みます。
昔はこれくらいの作業だったらノミを叩いて掘り込んでいましたが、
電動工具があるとそれに頼ってしまう甘えです。
トリマーやルーターは爆音&爆塵が凄まじいのが難点です。
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ネジ固定の下穴を開けたら塗装をしておきます。
ハケで塗装をする作業は5年ぶりくらい。
裏側の塗装はしていません。
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数日乾燥させて軽くケバ取りをしたら組み立てます。
もう一つの箱は別の道具箱です。
トリマーで面取り加工をしておけばもっと格好良くなるとは思いますが騒音が嫌なのでやりません。
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蓋には密閉出来るようにパッキンを付けて、
マシンと一緒に乾燥剤みたいなものを入れるといいかもしれません。
私は面倒だったので適当に作った蓋で終わりにしました。
サビ防止は日頃からオイルを塗って対処をするだけです。

  1. 2017/03/12(日) 22:32:13|
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旋盤Compact3だと使えそうで使えない格安バイトを使う

卓上ミニ旋盤コンパクト3を使うド素人日記。

旋盤の導入にあわせて、切削バイト(刃物)を揃えました。
ネットショップで格安販売されているバイトセットです。
[セオヴェル]THEOVEL 小型旋盤用切削バイト 5/16 インチ 7.94mm
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東洋アソシエイツのミニ旋盤 Compact3、Compact7、Compact9 で対応しているバイトは8mm規格です。
8mmバイトはモノが少ないので格安セットは助かります。
でもこのバイトにはちょっとした問題がありました。
販売元の説明だとシャンクの厚み7.94mmです。
DSC01807.jpg

刃先を含めた厚みはそれ以上です。
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このバイトをCompact3に取り付けると刃先が中心に揃いません。
刃先が中心よりも下だったら敷板を挟んで中心になるように調整すればいいのですがあいにく中心よりも上です。
旋盤(および刃物台)の個体差もありそうですが、
我が家のCompact3では刃先の方が0.5~1.0mm上になります。
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バイト自体の個体差も激しいのでセットのうち1本だけは刃先が中心と揃いましたが、
それ以外の全てのバイトは中心よりも上になってしまいました。
対処方法は、刃物台側の取り付け部を加工するか、
バイトの厚みを薄くするかのどちらかでしょう。

刃先をグラインダーにかけて新品バイトの刃を1mmも薄くしてしまうのは、
いくら格安品とはいえ勿体ない消耗の仕方に感じます。
刃先角度などの修正もあわせて結果的に1mm薄くなるというのなら話は別ですが。

私はバイトの裏側全体を削ることにします。
こういう時、工場であれば豊富な機械で如何様にも削ることは可能だと思いますが、
家庭で旋盤を使いこなしている先輩方はどうやって加工しているのでしょうか。
バイトの刃先研磨は円盤状砥石の両頭グラインダーを使うにしても今回やりたいことは裏側全面の削りです。
円盤状砥石では平面を維持させる加工には不向きです。
均一な平面が出ずに凸凹になりそうです。

旋盤の三つ爪チャックにエンドミルを装着して、
バイトは刃物台に向きを変えて取り付けて、
バイトの裏側を横送りで削るとか・・・?

うちには卓上ベルトサンダーがあるのでこれを使って加工することにします。
ベルトサンダーは76x457の小型規格です。
この規格で市販されているエンドレスベルトはほとんど全て木工用ですが探せば鉄工用や石材用もあります。
私自身、割と最近になって木工用以外のエンドレスベルトがあることを知りました。
フジスター(三共理化学株式会社)の金属用研磨ベルトです。
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2017年3月現在、このエンドレスベルトをネットショップで探してもなかなか見当たりません。
少し調べてみたところAmazonだと取り扱いが無く、
Yahooと楽天なら同一ストアの1店だけで扱いがあります。
他にはコメリのネットショップで扱いがあります。
一般人が気軽に購入可能なネットショップはそれくらいしか見当たりませんが、
リアル店舗なら私の行動範囲だけでも2件のホムセンで店頭販売されています。
珍しいようで珍しくない不思議な商品です。

取り寄せが必要になった時のために詳細はこちら。
メーカー所在地は埼玉県桶川市です。
自分の行動範囲のホムセンで店頭販売を見かけるのは同一県内という地域的な理由なのでしょう。
DSC01801.jpg

ベルトサンダーをスピコンで低速駆動させてバイトの裏側全面を削ります。
作業中、バイトに触れられなくなるほど熱を帯びるので複数本をローテーションしながら削っていきます。
のんびり30分ほどの騒音作業で、6本のバイトを0.5~1.0mmくらい薄くしました。
削る量は個体差ごとに現物合わせです。
DSC01821.jpg

削った面を水砥石で整えます。
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ついでにバイトの刃先も砥いでおきましたが、
旋盤のバイトはグラインダー砥ぎだけでもOKというのが旋盤素人のカルチャーショックです。
木工用のカンナやノミの研ぎだと常に複数の砥石で摺合せしながら
完全な平面を維持し続けて最終的な仕上砥石で刃先が鏡面になるまで砥ぐのが普通のやり方だと思います。
私は20年そうやってきました。
そうしないと親方のゲンコツをくらいます。
幸いにも私にはそんな親方はいないので自分が納得出来るまでやってるだけですけど。

同時に砥いだ木工用のカンナ刃は仕上砥までかけたものの
バイト刃は中砥のみを使ってなんとなくで終わらせる雑作業で済ませました。
というかバイトの刃先は小さすぎて研ぎずらいです。
やはりグラインダーでやっつけるのがベストなんでしょうね。

ところで、バイトの研ぎで手作業を併用する場合は、
水砥石ではなく油砥石(オイルストーン)を使うのが一般的という理由はなんでしょうか?
少し調べたのですが納得出来る根拠は見つかりませんでした。
どなたかご存知であれば教えてください。


話を戻して・・・

旋盤の中心にバイトの刃先が揃いました。
これで激安バイトを活用出来ます。
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安物を使うと手間はかかりますがそれも含めて楽しむタイプの人です。

  1. 2017/03/05(日) 22:28:53|
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やっと旋盤を購入 Mr.Meister Compact3

時々、旋盤が欲しくなります。
自転車いじりとか各種工作中にド素人ながら「旋盤があったとしたら・・・」と年に1回以上は思っている気がします。

いる、いらない、と悩み続けるのも飽きたので購入することにしました。
東洋アソシエイツ ミスターマイスターの精密ミニ旋盤コンパクト3(Mr.Meister Compact3)です。
金属加工が出来る小さい旋盤という基準でこれを選んでいます。
と言っても、小型の旋盤は元々少ないので選択肢はあまり多くありません。
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旋盤は本体だけで済む物ではないので他にも用品をいろいろ。
まだまだ各種揃えたいので10万円以上の出費になります。
ウチのDIY程度では一財産です。
と言っておきながら1年後にはもっと大きな旋盤を買ってたりして(笑)
旋盤業界ではコンパクト3(税別定価75600円)でも激安でしょう。
旋盤を仕事で使っている人からすれば玩具同然でしょう。

ネットショップで見つけた別の工作機械に
組み立て方次第で、旋盤になったりフライス盤になったりジグソーになったり、
6種類のトランスフォームが可能となる夢のような機械がありました。
「6 in 1 組立式 卓上工作機械」
しかも激安の2万円台とな。
ちょっと気になりましたがこういう物は実用性が凄まじく低い予感が漂うので今回はスルー。
ただ・・・激安品の文句を言いながらクセを見抜きつつ情熱で使いこなしてみる遊びは楽しそうです。
とことん使っている紹介サイトは見つからなかったので、
どなたかガッツでチャレンジしてみてください。
6i1.jpg


ネット上を中華圏で彷徨ってみるとCompact3のOEM元に繋る物が見つかります。
「日本商社のサポートは不要、何があっても中華と自力の交渉が出来る」というのなら格安な海外通販もありでしょう。
ちなみに旋盤本体は海外通販の方がそれなりに安いのですが、
オプション品は東洋アソシエイツ扱いと極端には変わりません。
中華圏から購入するリスクを負ってまでの差額とは私は思いません。
Compact3_red.jpg

Compact3_yellow.jpg



話をコンパクト3に戻して・・・

コンパクト3が他の旋盤と比べて決定的に劣るのはバイト(刃物)によるネジ切りが出来ないことです。
ネジ切りはタップ&ダイスを併用するしかありません。
でもコンパクト3にだってオプションの自動送り装置はあるし(何気に高価)、
工夫すればネジ切り出来ないもんですかね?
どこかの猛者がコンパクト3の送り速度を掌握してネジ切りを実現させてたりしませんかね?
コンパクト3の自動送り装置はシリコンバンドで駆動させるショボイ構造なので、
ネジ切りを実現させるならここをギアで伝達させる改造が必要です。
それか、職人技というか神がかりな手動ハンドル送りが出来れば理屈上はネジ切りの実現は可能ですね。
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コンパクト3を購入検討する際に一番気がかりだったことは、
ドリル刃を使った時にワークスペースがどの程度の距離になるのか?ということでした。
カタログスペックから大よその想像は付くものの実測してはっきりさせたいと思います。

心押し台の位置はギリギリにしておきます。
若干飛び出ていますが心押し台の固定用板ナットは飛び出ていないので実用上はここが限界位置と仮定します。
DSC01849.jpg

Compact3用オプションのドリルチャック(何気に高価)は最大8.0mmというのが公式スペックです。
手持ちのドリル刃で試したところ8.3mmでも入りましたが8.5mmだと入りません。
その間の8.4mmは手持ちのドリル刃になかったので試していません。

8.3mmドリル刃を基準に調べます。
どこにでもある普通のドリル刃です。
DSC01873.jpg


心押し台にオプションのドリルチャックを付けます。
8.3mmのドリル刃をシャンク部ギリギリに装着します。
結果、三爪チャックからドリル刃の先端まで50mm弱のワークスペースということが分かりました。
ゼロ位置が三爪チャックから離れているように見えるのは撮影角度上の理由です。
DSC01892.jpg

参考までにドリルチャックに8.3mmドリル刃を入るだけ深く固定してみます。
ドリル刃のネジレ溝にドリルチャックを固定すことになるのでまともな使い方ではない気もしますが、
この状態だと70mm強のワークスペースとなります。
DSC01890.jpg

六角軸のドリルチャックが手持ちにあったので試しにつけてみます。
これで強引に13mmドリル刃まで対応可能になりますが・・・狭すぎて意味がありません。
今回の実験のように通常サイズのドリル刃ではなくショートドリル刃を使ったとしても
これだけ狭いと工作物のスペースはないでしょう。
DSC01861.jpg

大きなドリル刃を使いたい場合の解決策はノスドリル(シャンク部が細いドリル)しかなさそうです。
これなら標準チャックのままでも大きなドリル刃が使えます。
以下の画像は木工用の16.5mmのドリル刃です。
シャンク部が細い六角軸なので標準チャックのまま掴めています。
DSC01865.jpg

物の本によると三爪チャック側に大径ドリルを取り付けて工作物を手で固定して穴を開けたり、
ケレを併用する等、工夫すれば他にもいろいろ手段があるようです。
頭を使わないと旋盤って使いこなせないようですね。

ふと思ったこと。
せっかく旋盤があるんだから
大きなドリル刃のシャンク部分を細く削って自家製ノスドリルを作ってみるのはどうなんでしょう?
これにより強度が落ちたり、
そもそも削る際にバイトの刃の方が負けそうだし、
とてもまともな使い方とは思えないのでおすすめは出来ませんが。


では、さっそく簡単な作業で試運転。

ソケットレンチの8mm用ソケットを薄く削ってみます。
加工前の外径は11.5mm程度で、これを削って9.5mm程度に変更する外径削りです。
ソケットの外径を薄くできると工作作業の幅が広がります。
かなりギリギリの肉薄状態になるため力のかかる作業では使えません。
ゴム板に座堀して埋め込んだナットを固定したい時など緩い作業専用です。
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さて、旋盤があったら何が作れるかな?
鉄道模型サイズのミニ蒸気エンジン機関車でも作ろうものなら長い趣味になりそうです。
地元所沢に静態保存されているD51-118のライブスチームなんて憧れます。
自信で詳しく調べてまでSLを作りたい情熱はございませんけど。
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  1. 2017/02/26(日) 22:50:18|
  2. 工作
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スポーク折れ応急処置用のケブラーコードを調達

自転車のスポークが折れた時の緊急対処アイテム「ファイバーフィッススポーク」。
(以下、FIBER FIX SPOKE = FFS)
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これを試しに使ってみたところ作業中にケブラー(アラミド繊維)が切れてしまった話を少し前に書いています
DSC01300.jpg

なぜか予備のFFSはたくさん持っているのですが・・・
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切れたケブラーコードを調達すれば済むはずなので切り売りしているショップを探してみました。
ネット上だとAmazonに出店しているショップで簡単に見つかりますが送料が高いです。
しかし、実店舗をまわってもなかなか売っていません。
超巨大ホムセンでも売ってなかったので実店舗購入の難しい特殊なシロモノか?と思い始めていたところ東急ハンズ池袋店で見つけました。
破断強度の案内があったので重要記録。
hands_Kevlar.jpg

まず、こちらはFFS純正の紐の先端です。
ケブラーそのものが編み込みされています。
DSC01464.jpg

こちらはハンズで購入したケブラー紐です。
2.5m(黒)と1.5mm(白)を購入しました。
DSC01469.jpg

表面の被膜はナイロンと思われます。
そのナイロンが編み込みされているだけで内部のケブラーに編み込みはありません。
DSC01470.jpg

3種類の紐を並べてみます。
DSC01478.jpg

この中だとFFS付属の紐だけがケブラーそのものを編み込んでいるので一番強そうに思えるかもしれませんが、
手にとった感触ではハンズで購入した被膜有りケブラー紐の方が頑丈さを感じます。
ナイロンの被膜で錯覚を感じているだけでしょうか?

少し前にFFSを試したホイールでは124kgfのテンションを必要としていましたが、
そのテンションに到達するよりも前にFFS付属の編み込みケブラー紐が切れています。
今回ハンズで購入したケブラー紐の破断強度は1.5mmが148kg、2.5mmが263kgという案内です。

今回購入した2本のうちFFS付属の紐に近い太さは1.5mmの方ですが、
その破断強度が148kgであればFFS付属の紐よりも強いことを期待出来ます。
とはいえ、リムの限界テンションまで張っているスポークの代用として考えるなら
ホイールによっては148kgでも少々不安があるので、
実用的には2.5mm(破断強度263kg)の紐を選択した方がよさそうです。

破断強度の実験をしようと廃品のスポークで溶接工作。
DSC01452_2.jpg

輪っか状のスポークが出来ました。
DSC01463.jpg

でもこれを使った実験は思うようにいかず断念。
DSC01718.jpg

ホイールを使った実践テストの再チャレンジは、
ホイールを組むかスポークを外す機会でもないとやる気にならないので当分やりません。

  1. 2017/02/21(火) 23:05:08|
  2. カスタム・メンテ
  3. | コメント:0
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