３Ｄプリンタによって製造された拳銃の評価法

• Project/Area Number: 26917010
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工学Ⅰ(機械系)
• Research Institution: 静岡県警察科学捜査研究所
• Principal Investigator: 倉田 耕輔 静岡県警察本部刑事部科学捜査研究所, 地方公務員
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 3Dプリンタ / FEM / 拳銃

Outline of Annual Research Achievements

3Dプリンタで拳銃を作成する場合、市販されているモデルガンやエアガンの3Dデータを元に作成されることがあると考えられる。本研究では、「撃鉄を稼働させるバネ」に着目し、3Dデータの段階で、モデルガンキャップや紙火薬等を撃発する機能を有しているか否かの判断が可能か検討した。
実験として、モデルガンの機関部を開け、撃鉄バネの代わりに「ねじりバネ」を用いて撃鉄を作動させた。この時の撃鉄の動きを高速度ビデオカメラで撮影し、この映像から時間と撃鉄の角度の関係を測定した。使用したねじりバネは、バネ定数の大きいものと小さいものの二種類である。
次に、モデルガンのフレーム、撃鉄等の寸法、重量を計測し、FEMソフトウェアであるSolidWorksを用いて3Dデータを作成した。作成した部品をソフトウェア上で組み合わせ、撃鉄の動きをシミュレートし、時間と撃鉄の角度の関係を求めた。ただし、撃鉄を作動させるバネのバネ定数は、実験で用いたねじりバネのバネ定数を計測し設定した。
実験で求めた時間と撃鉄の角度の関係とシミュレーションで求めた時間と撃鉄の角度の関係を比較すると、バネ定数の小さいバネを使用した場合は両者の関係に開きが見られたが、バネ定数の大きいバネを使用した場合については両者の関係は比較的近い結果となった。この違いは、撃鉄とフレーム間の摩擦に起因するものと考えられた。摩擦の影響を少なくするためには、シミュレーションで設定した摩擦に係るパラメータの精度を上げ、バネ定数を大きくしていくことで対応することが可能と考える。よって、実験を重ね、本モデルの各パラメータの精度を上げることで、3Dデータの段階でモデルガンキャップや紙火薬等を撃発する機能を有しているか否かの判断ができる可能性があることが示唆された。