試作の基本

３Dプリンターは、自由自在な形状が実現できることや、従来の工法では複数の部品を組み合わせる必要があったパーツを一体で造形できるなど、さまざまな利点があります。一方で工法として造形物のサイズ制約や造形時間・コストなどの課題が存在し、「限界」もあります。１０回にわたって連載してきた「樹脂３Dプリンター入門講座」、最終回では３Dプリンターの「限界」とそれを乗り越えようとする3つの取り組みについてご紹介します。

『大人の科学マガジン』の付録は、大人に知る楽しさを与える、すなわち夢を与えてくれる付録が次々と形になるまで、その裏では試作と失敗の連続です。今回も引き続き、大人の科学マガジン統括編集長で科学創造研究所所長の西村俊之氏に、2020年に発売されたトイ・レコードメーカーの設計から製造現場までの試行錯誤ストーリーと、大人向け付録製作に対するこだわりについて伺いました。

樹脂製の製品を考えた際、量産性を高めるに射出成形で用いた金型が有用です。試作の初期段階では金型を意識する必要はありませんが、量産前の設計や試作の段階では製品がどのような金型を使って製造されるのか想定しておきましょう。今回は、金型による射出成形から製品取り出しまでの工程と、そして金型の中で充填される樹脂の通り道の一つであるゲート形状の選び方ついて解説します。

小学生の頃、学研が各学年向けに発行していた付録付き雑誌『科学』『学習』を読んだことがある方もいらっしゃると思います。その学研が大人向けに刊行している科学実験雑誌『大人の科学マガジン』でも、斬新性と独自性が詰まった「付録」が人気です。今回は、大ヒット付録「プラネタリウム」、「テルミン」等が誕生するまでの苦労やこだわりについて、大人の科学マガジン統括編集長で科学創造研究所所長の西村俊之氏にお話を伺いました。

3Dプリンターの世界では装置だけでなく、3Dプリンターで使う材料も日々、進化を続けています。装置により使われる材料のバリエーションは異なりますが、廉価な装置でも使用可能な材料が増えているだけなく、造形の難しさを解消する新材料も開発されています。今回は、FDM（熱溶解積層）と粉末焼結積層造形における3Dプリンター向け新材料について、様々な材料メーカーの開発動向をご紹介していきます。

試作といえば、真先に3Dプリンターを思い浮かべる人が多いのではないでしょうか。今やモノを作る過程で欠かせない3Dプリンターですが、3Dプリンター以外の加工方法は非常に多岐にわたり、自分の試作に最適な方法を選択する必要があります。今回は、３Dプリンターのメリットデメリットを解説しながら、CAEや切削加工、成形加工など試作でよく使われる加工方法についてご紹介します。

3Dプリンターで樹脂造形品を作る時、どのような材料を選べばよいのでしょうか。材料の選定は3Dプリンターの機種で決まる部分もありますが、各材料の特徴や用途を知っておけば、作る目的に最適な材料を選ぶことができます。今回は、PLA、ABS樹脂等の汎用プラスチックやPC、ポリアミド(ナイロン樹脂)のエンジニアリングプラスチックなどの材料の特徴と用途についてご紹介します。

中小企業のものづくりを支援する日本版SBIR(Small Business Innovation Research)制度。この制度を設ける横浜市は、市場調査などの入り口から製品化につながる出口まできめ細かく支援しているのが特徴的です。今回は、横浜市のSBIR制度を2年連続活用して、これまでの産業用ではなく、医療現場などでの立ち仕事をサポートする「ウェアラブルチェア」を開発した株式会社ニットーの藤澤秀行社長に、異分野向けの製品開発秘話を伺います。

これまでの連載では、３Dプリンターの代表的な造形手法を紹介してきましたが、その他にも、汎用的な３Dプリンターとしては一般的ではないものの、特徴のある造形手法があります。今回は、シート積層法、DLS、ペレット溶解積層方式、SHSといった4つの造形手法に注目し、概要や特徴、利点など他の手法と比較しながら解説していきます。

新型コロナウイルス拡大で経済が冷え込むなか、研究開発費の捻出はものづくり企業にとって大きな悩みです。特に中小企業ほど、まだどう転ぶかわからない技術シーズに資金、人的リソースをまわす余裕がなくなる懸念があります。そんな時、地方自治体が行っている助成金に頼るのも1つの手かもしれません。今回は、独自SBIR(Small Business Innovation Research)制度を持つ横浜市にフォーカスをあて、SBIR制度の成り立ちや活用のポイントなどをご紹介します。

製品のアイデアを具体化して世に出すためには、製品開発を通じて企画から設計・試作、量産化までのフローが行われます。本連載は、知ってるようで知らなかった、実際の製品の量産試作についての基礎知識を解説します。今回は、製品企画から量産試作までの全体的な進め方に注目して、注意すべき製品の仕様と「デザインの肝」の理解、3段階の試作工程について解説します。

FDM(熱溶解積層)、光造形(SLA、DLP)、粉末焼結積層造形など、樹脂3Dプリンターの主な造形手法では、単色（1色）の造形物が得られます。しかし、一つのパーツでも面ごとに色を変えたり、マーブル模様といった出力ができる機種も存在し、試作の時点でカラーの検討が可能になるだけでなく3Dプリンターのボクセルデータ対応と合わさることで、用途が拡大しています。今回は、フルカラーの造形物が作れる3Dプリンターについて紹介します。

一部の3Dプリンターでは使用される素材から排出される物質に対し、安全性を懸念する声もあります。しかし近年、その安全性を考慮した3Dプリンターが登場したことをご存知でしょうか？今回は、安全性や後処理の簡素化、更にはセキュリティ面などの「これまでの3Dプリンターの課題を解決する」と謳う３Dプリンターを製造している米ボストンのメーカー、RIZE（ライズ）CEOのAndy Kalambi氏にその特徴とSmart Spacesコンセプトについてお話を伺いました。

3Dプリンターの造形手法「粉末焼結積層造形」は、他の造形手法とは異なりサポート材が不要であり、さらに強度と耐久性に優れるという特徴を持ちます。本手法は、金属造形で良く知られていますが、樹脂造形の方が先に誕生しています。今回は、樹脂の粉末焼結積層造形法に注目し、そのなかでも選択的レーザー焼結法(SLS)の開発経緯や造形原理についてご紹介します。

標準的な義足は複雑な膝や足の動きに対応できず、モトクロスやスノークロスには向きません。その課題を解消し、自らのアスリート経験と知識を駆使し複雑な膝や足の動きに対応できる軽量かつ強度の強い競技用義足を実現させたマイク・シュルツ氏。驚くことに彼自身もその義足でパラリンピアンになりました。スポーツ義足に注目し、デジタルものづくり技術を活用したユーザー起点の製品開発秘話をお届けします。

3Dプリンターの4つの主な造形手法の中で、最も古く開発されたといわれている光造形法(SLA、DLP)。光造形法3Dプリンターは、スピーディになめらかな面を作ることができる特徴を持ち、試作向け造形機として用いられてきました。今回は、その光造形法3Dプリンター開発の歴史に加え、各々の光造形法の原理について詳しく解説していきます。

3Dプリンターの代表的な造形手法として、FDM（熱溶解積層）、光造形法（SLA、DLP）、インクジェット式、粉末焼結積層造形の４つが知られています。今回は、４つの造形手法のうち、FDM、光造形法、インクジェット式にフォーカスし、造形工程などを解説しながら、近年の3Dプリンターの価格や機能・機種の変化などのトレンドも紹介していきます。

3Dプリンターには造形手法が複数存在しており、それらは組み合わせて使われたり、これら組み合わされた手法を「独自手法」としてうたったりするものもあるため、体系的に理解することが難しい課題があります。今回より、プラスチックを対象とした3Dプリンターにおける積層造形に注目し、その中でもよく知られているFDM、光造形法、インクジェット式、粉末焼結積層造形の4つの手法や用いられる樹脂材料について解説していきます。

低価格のエントリー機の登場により一躍注目の的となった3Dプリンター。自由な形がすぐに作れる「魔法の箱」のように持て囃される一方、基礎となる積層造形技術は製造業ではすでに一般的な技術であり、実は日本人が最初に特許出願していたことなどはあまり知られていません。本記事では、樹脂3Dプリンターに注目し、これまでの3Dプリンターの歴史や特徴、製造業における代表的な3つの用途について解説します。

市場の変化や顧客ニーズの多様化、急激な技術の進歩により、研究開発者の抱える課題は複雑化しています。こうした研究開発における悩みや疑問は、検索エンジンが示すリンク先情報だけでは十分でなく、専門家や豊富な経験を持つ相談することで、解決の糸口が得られる可能性が高まります。今回は、そんな研究開発に役立つ「製造業向けQ&Aサービス」を４つピックアップし、その特徴をご紹介します。