３Ｄプリンタの驚き
オープンキャンパス、学園祭で実演を行う。京都嵯峨芸術大学にて
生徒に３Dプリンタの技術を学ばせたいと、お考えの先生方へ
大学、高専、専門学校、高校での授業は現在、CADを利用した設計に重点がおかれています。これからは自分で設計したものを造形することで、生徒はものづくりの楽しさを実感できるようになります。３Dモデリング、応力解析、モデルの造形、組み付けと質感のチェック、さらに改良のための設計変更と、実社会と同じ設計プロセスを経験できるようになります。設計変更と造形を繰り返すことで例えば製品の軽量化、短時間設計、素材のコスト計算、さらに重要な要素となる「製造を意識した設計」を学ぶことができます。学生が実際に手にする造形からは、コンピュータの表示では得られない満足感が生まれます。
プリンタのマテリアル素材はABS樹脂のため強度に優れており、新たに構造解析へと学問の幅が広がっていきます。 例えば造形した弾力性のあるバネを機械部品として組み付け、アセンブリーの耐久テストを行ないます（バネのビデオ）。テスト後は設計変更を行ない、あと何グラム軽量化できるか解析CADで算出します。その後軽量化したモデルを再度造形し組み付け、耐久テストを繰りかえします。CADの解析結果が正しくとも、組み付け後の耐久試験に合格するとは限りません。数多くの失敗が予測されますが、学生は失敗から多くを学びます。こうしたテストが可能となるのは3Dプリンタの造形材料として、最終製品と同じ弾力性のあるABS樹脂を使用しているからです。
教育機関における機器の導入で問題となるのは、毎年発生する保守料・消耗品の補充費用です。当社は初年度に、次年度以後に発生する保守料や消耗品を補充する長期サポートプログラムを用意しています。生徒に3Dプリンタの技術を学ばせたいとお考えの先生方をご支援いたします。
「先日3Dプリンタのヘッドが故障し販売元のオーピーティーへ連絡しました。翌日には交換用のヘッドが宅急便で届き自分でヘッドを取付け、その後問題なく造形できるようになりました。素早い対応に感謝しています。」
3Dプリンタ使用のT大学より（2011．3．23）
 |
 |
 |
 |
 |
生徒に作る喜びを体験させたい。感動を与えられる楽しい授業にしたい。
UP! Plus 3Dプリンタは造形モデルからサポート部材を除去する場合、廃液処理が面倒な溶解液を使用していません（環境にやさしいプリンタ）。そのためサポート材の除去では通常、カッターナイフやルーターを使います。（ベアリングやボルト&ナット程度の造形物でしたら、簡単にサポートを取り除くことができます）
これはマニュアル作業であり、自動でサポート材を除去できるわけではありません。これに対して、UP! Plus 3Dプリンタを導入された学校の先生は、「最後までモデルを仕上げることが大切であり、バリを手で取ることも授業の一環、手作業の課題が年々減っており、生徒にとっては貴重な経験である」と話しておられます。
UP! 3Dプリンタは多くの教育機関でご採用、また引き合いをいただいています。先生方からは、「このプリンタの機構的にシンプルなところを生徒に見せたい」「自分たちでも作れるのではないかという感想を持たせたい」というご意見をいただいています。例えば造形用の原料（ABS樹脂）がプリンタヘッドへ送り出されるとき、原料を覆うチューブを利用するなど、日本人には考えられない設計思想であるとも話されています。機能をいっぱいに付加すれば高額となり操作が難しくなります。UP! 3Dプリンタは余分な機能を排除し簡単な作りになっています。
3Dプリンタの導入でこれまでのデザイン中心の授業から、実際に物を作る歓びを味わうことができます。もの作りのスタートは自分が設計した物を作ることです。生徒は樹脂の溶解から造形までのプロセスを学習でき、3Dプリンタ用保守部品も自分で作成します。従来機と比べ低価格のUP! 3Dプリンタは1台、あるいは複数台導入することで、生徒全員の作品を造形します。
学校の文化祭などでは地域住民の方々を招き、3Dプリンタを実演デモして造形品をプレゼントする教育機関が増えています。入学前から学校を紹介し、先端設備を紹介しています。初めて見る3Dプリンタに多くの人が驚き感動します。モノづくりの関心は、「何故できるんだろう」という疑問からスタートします。外部から見ることができず１時間後に造形品ができていたという3Dプリンタとは異なり弊社の製品は、実際に造形物が作られていく過程を見ることができます。
余談ですが、弊社が3Dプリンタを運搬するとき、UP! 3Dプリンタまるごと旅行カバンに入れて多くは電車で運びます。重さ5kgで抱きかかえられるほど小型のUP! 3Dプリンタは、感覚的には電気製品を使用するようなイメージです。3Dプリンタは従来の大型で専任マシンから、個人ユースの汎用製品になった感がします。
「とても高精度、高機能で使いやすく大満足しております。おかげさまで新学期の授業に向けて準備が整いました。」
3Dプリンタ使用の大学工学部より
UP! Plus 3Dプリンタ ビデオ
 |
 |
 |
| ベアリングの作成 | 貝殻ライト、ギアボックスの造形 | 様々な部品の作成 |
取引先へは今後、造形サンプルで新製品を紹介する
マイクロファクトリー社製の3DプリンタはABS樹脂を原料として使い、自動で高密度・高精度のモデルを造形します。 樹脂を熱で溶かしながら積層するUP! Plus 3Dプリンタモデルは、製品の試作や実際の成果品として企業や教育機関、あるいはホビーユースとして利用されています。 これまで３Ｄプリンタは高額ゆえ、あまり普及していませんでした。しかし、UP! Plus 3Dプリンタモデルの登場で企業内の各課単位でも導入できるようになりました。 マイクロファクトリーの3Dプリンタは運用コストも低く抑えられます。 低価格の3Dプリンタのリリースで今後は、ラピッドプロトタイピングが普及していくと予測します。造形されたモデルは各種の解析、負荷診断、彩色、デザインチェックや機能テスト、またアセンブリーの組み付け部品として利用されています。
既に3Dプリンタを導入した企業は UP! Plus 3Dプリンタをサブの3Dプリンタとして利用しています。「社内の3Dプリンタを直ぐにでも使いたいが順番が回ってこない」「大型の3Dプリンタはラニングコストがかかりすぎる」「最終製品ではなく、開発中の製品のデザインを直ちにチェックしたい」。このような悩みの解決策として、UP! Plus 3Dプリンタをセカンドプリンタとしてお薦めします。
建設プロジェクトの合否が数時間のプレゼンテーションで決定されるとしたら、施工業者は施主に対してどのようにしたら説得力のあるプレゼを実行できるか、大いに悩むところです。CGやPPTによる説明はどの業者も行うため、インパクトに欠けるプレゼに終わるかもしれません。この場合 3Dプリンタでプロジェクト全体を造形し、いろいろなバリエーションを元にプレゼを進めることができます。3Dプリンタで造形された模擬のモデルは、施工後のリアルな雰囲気を生み出します。
取引先に自社製品の優位性を紹介するツールとしては従来、図面やデザイン画が中心でした。これからはサンプル提供の時代へと変わります。 取引先へは今後、造形モデルで製品を紹介していきます。造形は通常数時間で終えるため、設計時間に余裕が生まれます。最終成果品に近いABS樹脂のサンプルからは、手に持つ質感を得ることができます。
製品の強度が欲しかったのでABS樹脂で造形する3Dプリンタを探していました。他の3Dプリンタと比較しましたが、品質的に変わらないのでUP プリンタに決めました。中小企業ですし、もともとプリンタに100万円以上はかけられないと考えていました。「部品メーカー」
 |
 |
 |
 |
デザイナーの脇に置きたい3Dプリンタ
UP!3D printerは0.2mmで積層する高精度のプリンタです。しかし他メーカーの3Dプリンタと比べた場合、UP!3D printerが最も精度の良いプリンタであるとは言えません。 この点についてUP!3D printerを購入されたお客様の中には、「割り切って導入した」と話す方がおられます。「この価格なら、この精度で十分」という考えです。 最終の成果物は社内に在る高精度の3Dプリンタで造形する、一方でUP!3D printerはデザインの初期段階で、いろいろなバリエーションのモデルを早くたくさん造形する目的で使用するという考えです。 デザイナーは例えば午前中にデザインした物を、午後一番には手に持ってボリューム感を味わいたいと考えるかもしれません。 スクラップになるモデルの数は増えますが、失敗した多くのモデルから得られるアイデアはデザイナーにとって重要な知識資産となり、なにより余裕が生まれます。企業によってはこれまで、自由に造形できる環境を整備できなかったかもしれません。 デザインから造形までの時間を削減することは、短期間の製品開発において重要なテーマになっています。UP!3D printerは造形の外注費を無くすことはありませんが、削減にはつながります。
これまで3Dプリンタが高額のため、デザイナーは思うがままに造形することができませんでした。画面の3Dモデルだけでは実感がわき難く、形ある物を手に持つことで初めて実感できる何かがあります。 大型の3Dプリンタは、設置場所の確保、廃液の処理、維持管理担当者の指名など、本来のデザイン業務とはかけ離れたことが発生します。 UP!3D printerはデザイナーの脇に置きたい3Dプリンタです。
「早々に依頼した造形モデルをお送りいただきありがとうございました。思っていたよりも表面状態が良かったです。もっと荒れているかと思いました。送られてきた造形モデルの中に造形時間 材料使用量 かかる材料費まで詳しく書いてあり大変参考になりました。しかも上下逆にした造形サンプルまで送っていただきました。作るものによっては逆に作ると、こうなるという見本もいただきありがとうございました。－N社様より（2012年3月23日）」
3Dプリンタの選択
3Dプリンタの市場は現在、高額なモデルが普及しています。ミクロン単位で積層できる超高精度3Dプリンタも登場しています。3Dプリンタで作成された造形品は、金型製品に置き換わることはありません。3Dプリンタによる造形の目的は主に、CADで設計したモデルを早く作成し手に持って確かめたいというものです。あるいは他部品との組み合わせをチェックすることです。永久的に保存されることのない造形品を作るため、数百万円の投資を行い3Dプリンタを導入すべきか、企業内で議論されています。高額なプリンタは概して、維持管理も高額となっています。他社3Dプリンタの年間保守で、弊社が販売する3Dプリンタを購入できるほど、と聞いたことがあります。
最終価格に転嫁でき難い昨今、コスト削減は開発費も聖域ではなくなっています。他社との競争に勝ち残るためには高額な投資を抑えることであり、全体から見れば少額な3Dプリンタも例外ではありません。現在の設備投資の環境においては、「すべての機能が有って高精度なものが欲しい」という時代ではなくなっていると思います。弊社の3Dプリンタで言えば、例えば大きな物は造形できません。しかしモデルを分割し、それぞれ造形して後で貼り付けることで、ひとつの造形品を完成できます。大型の3Dプリンタが無くても解決できる回避策があります。回避策があれば製品の選択肢が広がります。
3Dプリンタの選択では本体価格以外に、年間維持費がどれだけになるか考慮されます。大型3Dプリンタを導入した学校の先生からは、「3Dプリンタの消耗品の購入で科研費を使い果たし、そのため最近では３Dプリンタを使用していない」という悲惨な声を聞いています。
≫サンプル造形品の材料費と造形時間について
ABS樹脂 高精度 0.2mmで積層する
積層式3DプリンタのUP! Plus 3Dプリンタは、0.2mmという高密度でレイヤを積み上げていきます。レイヤの間隔は自由に変更でき、用途とプリント時間を考慮して設定を行ないます。ABS樹脂の強度は高く製品の一部として利用可能です。また造形された部品はアセンブリーパーツとしても十分に使用できます。実際、UP! Plus 3Dプリンタの組立部品の一部は3D プリンタで製造されています。UP! Plus 3Dプリンタは設計者、デザイナー、土木・建築士、また教育現場でも利用されています。複雑な形状をした製品は、金型では製造できない場合があります。UP! Plus 3Dプリンタはサポート材を使用しながら高精度で、複雑なデザインの製品も造形していきます。3Dプリンタは製品によっては今後、金型製造に代わるものと予測されています。
廃液処理が面倒なサポート用溶解液は使用せず、環境にやさしい３Dプリンタ
モデルの造形では多くの場合、サポート部材が必要となります。サポートを除去する場合は一般に、超音波洗浄機と溶解液を利用しています。 しかし溶解液の使用では、取扱いの教育を受けた専任者が担当しなくてはなりません。溶解液は一般に産業廃棄物として処理する必要があり、環境問題を引き起こす危険があります。 UP! Plus 3Dプリンタは溶解液を使用せず、サポート部材を手やカッターナイフ等で簡単に取り除くことができます。 造形中にテーブルを100°Cほどで温めており、温かいサポート部材はプラットフォームから簡単にはがれます。同時にサポート部材をナイフで容易に取り除けるよう、造形中に自動でサポート部材の形状を変えています。環境問題がクローズアップされる昨今、溶解剤の取扱いは増々厳しくなっています。UP! Plus 3Dプリンタは環境に配慮したサポートの除去方法を採用しています。
UP! Plus 3Dプリンタはモデルの造形用部材と、モデルを支えるサポート用部材は同じです。スプール一巻のマテリアル（ABS樹脂）で、モデルとサポートを造形していきます。 通常の3Dプリンタでは、モデルとサポート用のマテリアルが異なっていますが、UP! Plus 3Dプリンタは同じマテリアルを使用します。 そのため両者のヘッドを切り替える必要がなく、効率良く部材を使用でき、且つ安定した連続性のある造形が可能となっています。
 |
 |
 |
 |
スーツケースにも入る超軽量で小型、保守メンテにもやさしいプリンタ
UP! Plus 3Dプリンタモデルは5kgという軽量で、245 x 260 x 350 mmという小型サイズです。そのため万が一のトラブルでは、宅急便で輸送する「センドバック」保守が可能となりました。
UP! Plus 3Dプリンタは簡単な操作でプリントできます。プリンタにモデルデータをロードすると、それ以後はコンピュータを取り外しても造形されます。サポートの作成は自動で行われるため、特別な設定は必要ありません。またモデルの作成では、ABS樹脂が自動でプリンタヘッドに配給されていきます。
安心のメンテナンス、必要な部品は自分で作る
UP! Plus 3Dプリンタの成形品の多くは、UP! Plus 3Dプリンタで製造しています。 メンテナンスも同様に、壊れる可能性がある部品（スプール巻の支え、ヘッドカバー等）は自分で作ります。 例えばこれらをスプール巻の抜き差しのとき誤ってぶつけ破損させたり、あるいは何らかの理由でヘッドカバーを壊すかもしれません。そのような場合に備え前もって、部品を自分で製造しておきます。これらの部品の3Dデータ（STLフォーマット）が提供されています。 3Dプリンタというならば、保守部品は自分のプリンタで作りたいものです。
 スプール巻の支え |
 ケーブルコネクター用ケース |
 ヘッドとヘッドカバー |
| UP! Plus 3Dプリンタ でこれらの部品を製造します。（画像はUP! Plus 3Dプリンタ 日本語マニュアルより抜粋） | ||
ヘッドの取付け
最も重要なプリンターヘッドが故障した場合の対応とは、
プリンターヘッドはメーカーや当社による長期のテスト結果から、耐久性に優れ安定した製品であると判断しています。しかし、万が一のトラブルのときはヘッドごと交換します。弊社から交換用ヘッドを送り、お客様は自分で取付けます。ヘッドはねじ1本で固定されており、交換作業は数分で終わります。他の部品も同様に当社より宅急便で送り、お客様が交換する方法を取っています。なお年間保守契約の場合、部品代は無料となります。
UP! Plus 3Dプリンタ用ソフトウエア
プリンタ用ソフトウエアには以下の機能があります。
- スライス・アルゴリズムの採用で、ほとんどのSTLデータを修正する必要はない
- 簡単な画面操作で、STLファイルから造形用データへ変換できる
- モデルの移動や回転が可能で縮尺を変更できる
- STLファイルを入力、またUP3ファイルを出力する
- 自動またはマニュアルでモデルを配置できる
- 自動ですばやくサポートを作成できる
- ソフトウエアのインターフェースが直観的に理解できる
- モデルの配置位置は3Dビュー内で行なうことができる
見やすくて大きなアイコンを採用している
UP! Plus 3Dプリンタの仕様
モデル名：UP! Plus 3Dプリンタ
| 使用部材 | ABS樹脂 | |
|---|---|---|
| プリントエリア | 140W x 140D x 135H mm | |
| 積層ピッチ | 0.20/0.25/0.30/0.35/0.40 mm | |
| 寸法と重量 | 245W x 260D x 350H mm, 5 kg | |
| 電源 | 100-240V （50-60Hz） , 220W | |
| 使用可能なOS | Windows XP、Vista、7の32ビット版（7のみ64ビット可） | |
| 入力データ | STLフォーマット | |
« 下山事件前後の時代に付いて回顧 | トップページ | 安倍首相は、イスラエルへのＦ３５Ａ輸出を容認し、オバマとジェイコブ・ロスチャイルドに全面協力 »
「科学技術」カテゴリの記事
- 【世界を変えるPC登場】AI搭載PCが凄すぎる！Copilot＋PCを世界一わかりやすく徹底解説！【知らなきゃパソコン選びに失敗する？】(2024.07.22)
- 東京大学の研究者たちが「研究室で培養した人間の皮膚から、生きている顔のロボット」を誕生させる。怪我の自己治癒もできる(2024.07.21)
- ラスベガスの砂漠に「謎のモノリス」が出現(2024.07.20)
- 世界に衝撃を与えたニコラ・テスラの20の秘密の発明(2024.07.18)
- 月まで38万キロ、打ち上げから月面着陸まで1か月という「嫦娥６号」の裏事情(2024.07.13)
« 下山事件前後の時代に付いて回顧 | トップページ | 安倍首相は、イスラエルへのＦ３５Ａ輸出を容認し、オバマとジェイコブ・ロスチャイルドに全面協力 »
コメント