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長良の落陽。

金属の造形でよく使われる粉末造形方式

粉粉末造形方式は、大別して4つの方式があります。以下に解説します。
パウダーベッド方式
金属造形で、最も多く使われているのがパウダーベッド方式です。
金属粉末を敷き詰め、固めたい部分のみにレーザービームや電子ビームを照射し、溶かしてから固める仕組みです。
パウダーベッド方式は、造形精度が高く、多くのメーカーがリリースしているため、自社に適した3Dプリンタを選択できます。
メタルデポジション式
メタルデポジション方式は、指向性エネルギー堆積法とも呼ばれています。
レーザーなどの照射により溶融した金属基材に連続的に材料を供給し、金属を盛り上げて造形する方式です。
パウダーヘッド方式と比較すると、高速で造形物を作成できるというメリットがあります。
超音速堆積法
超音速体積法は、金属粉末を超音速に加速し吹き付けます。
吹き付けてぶつけることにより、金属の粒子同士を結合させる仕組みです。
既存の金属3Dプリンタと比較すると、100倍以上速く造形できて、熱源やレーザービームを使用しないこともメリットとなります。
バインダージェット方式
バインダージェット方式は、金属粉末にバインダーと呼ばれる液体結合剤を噴射して、結合させながら造形させる方法です。
造形後にバインダーを除去すれば完成品となります。
造形速度が速いため注目されている方式ですが、脱脂や焼結の工程を経なければ、完成した金属部品にはなりません。
しかし、サポート材を使うことなく、複雑な形状の造形が可能なのは大きなメリットです。
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3Dプリンタの概要

そもそも3Dプリンタとは、どのようなものなのでしょうか。ここでは、3Dプリンタの概要を解説します。
3Dプリンタとは
3Dプリンタは、3Dのデータをもとに設計を行い、金属で造形するための装置です。
具体的にはチタン、アルミニウム、ステンレスなどの金属を使用し、一層ずつ積み重ねていきます。
一般的には、パソコンで3DのCADモデルを作り、その形に合わせて造形します。
3Dプリンタを活用すれば、従来は造形できなかったさまざまな形の製品を生み出すことが可能です。
3Dプリンタの方式
3Dプリンタの方式はさまざまあります。
パウダーヘッド方式では、敷き詰めた金属粉末の固めたい箇所のみにレーザーを照射して
金属粉末を溶融凝固させることを繰り返して形状を積み上げて行きます。
FDM(熱溶解積層)方式は、金属粉末と樹脂を混ぜた材料を3次元形状に積み上げて成形体を造形したのちに、
脱脂焼成することで3次元形状造形物を得る方法です。
メタルデポジション方式では、吹き付けた金属粉末を溶融凝固させながら3次元形状に積み上げていきます。


中空シャフト ステッピングモーター
バインダージェット方式では、金属粉末に結合剤を吹きかけて成形体を造形したのちに、脱脂焼成することで造形体を造ります。
超音速堆積法は、金属粉末を超音波として噴射し、金属粒子を結合させる方法です。
液体金属堆積法では、細かい金属粒子を噴射して造形します。
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省人化・省力化・少人化の違い

省人化とは
そこで、トヨタ生産方式でいうところの省人化(しょうじんか)が必要となります。
省人化では、小数点以下の人員の仕事を残さず、作業の振り分けや機械の導入などにより確実に一人分の仕事を減らします。そうすることで一人をラインから抜き、その人を他の仕事に回すことができます。
ある生産量の仕事を、余分な人員を省き、いかに少ない人数で行うか?工数ではなく人の数で考えることが省人化の要となります。
省人化のために改善を進める際は、はじめに人の作業改善を行い、次に設備改善を行うことが求められます。
実際の改善活動では、作業効率を上げる省力化に止まり、人員を減らす省人化まで進まないことも多々起こります。しかし確実に収益に繋げるためには、諦めずに改善を図り、省人化まで進めることが必要不可欠です。
省力化とは
例えば、5人で生産するラインがあると仮定します。
作業改善を図り、0.9人分の仕事が減らせたとしましょう。これを一般的な言葉で、省力化(しょうりょくか)といいます。作業能率は上がっており、各作業員の負担を軽減することには成功しています。
しかし、0.1人分の仕事が残っているためにこの一人をラインから抜くことができません。これでは、効率は上がっても人員を減らすことができず、結果として収益に結びつかない事態を招いてしまいます。
少人化とは
また、トヨタ生産方式には、少人化(しょうにんか)という考え方もあります。
この「目のない少人化」は、日々変動する顧客の需要(生産数の増減)に応じて、最も少ない人数で対応することを意味します。
少人化をすることで生産ラインは定員制ではなくなります。10割の生産が必要な時は10割の人員で、7割の生産ならその必要生産数に応じて7割の人員で対応します。
このように、生産数に応じて自在に人員数を変動させられる体制のことを、少人化体制といいます。
以上が、省力化・省人化・少人化の違いです。関東製作所は、これらの中で省人化を全面的に推奨しています。
では、省人化を導入することで、どのようなメリットがあるのでしょうか。

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家庭用ロボットの種類と特徴

コミュニケーションロボット
コミュニケーションロボットとは、言語や身体を使い、人間とやり取りをしてコミュニケーションをとることが可能なロボットです。言語を理解する能力や、人の感情を読み取って話しかけたり、近くに移動してきたりする能力を備えています。
多くのコミュニケーションロボットが誕生している今、話題を呼んでいるのが「世界初の個性を学習するパートナーロボット」がキャッチコピーの「ユニボ(unibo)」です。
ユニボは、喜怒哀楽を察する感情認識機能を備えています。人間とコミュニケーションをとることができる上、家族の顔を覚えて、思い出の記憶や生活の提案などをしてくれます。また、家電のオンオフ、遠隔地とのビデオ通話や写真撮影も可能です。ユニボ1つで日常生活をより楽しむことができます。
AIスピーカー
AIスピーカーは音声で動作するロボットです。これまではPCやスマートフォンなどの端末から行っていたキーボード入力やタッチ操作を、音声のみで行うことができます。AIスピーカーに指示をすると、「音楽再生」「アラーム設定」「天気予報の伝達」「調べもの」「ニュースの読み上げ」など、指示した動作を行ってくれます。声のかけかたはある程度融通が利くため、「音楽をかけて」でも「音楽を再生して」でも反応してくれます。
AIスピーカーは、基本的にこちらから話しかけることでさまざまなアクションを実行します。形状としてはシンプルなものが多く、自宅やオフィスの景観を邪魔しないデザインが特徴です。
ペット型ロボット
ペット型ロボットは、人を楽しませたり和ませたりするために作られたロボットです。娯楽を目的としたロボットということで、「エンターテインメントロボット」と呼ばれる場合もあります。
近年のペット型ロボットは、自ら人に近づいて甘えるなど、実際にペットを飼っている気分を味わうことができたり、人工知能の発達により対話が楽しめたりと大きな進化を遂げています。
さらにペット型ロボットは、アニマルセラピーと同様の役割を果たすことが期待されており、医療や介護の現場でも大活躍しています。本物の動物を飼うことができない環境にいる方や、今からペットを飼うことが難しい高齢者にとって、ペット型ロボットは比較的手軽に手に入れることができ、「心理的」「社会的」「生理的」に良い影響を与えると考えられています。
掃除ロボット
掃除ロボットは、自動的に動いて掃除をしてくれるロボットを指します。今や多くのモデルが開発され、床掃除ロボットのほかにも、洗濯ロボット、調理ロボット、食器洗いロボットなどが誕生しています。
洗濯ロボットや食器洗いロボットは、一般的に家電製品として扱われているケースが多いものの、中には人工知能が搭載されているものがあることから、実質的にロボットと呼ぶに値する家電製品は多く販売されています。
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SRモーターとは

SRモーターとは「スイッチトリラクタンスモーター」の略で、高速回転が可能なモーターの一つです。また仕組みが簡単で安価、信頼性も高いモーターと言われています。構造としては4つのロータオーと6つのスロットが設けられており、電磁力により引きつけられる力のみで動きます。永久磁石を利用しないため、レアアース使用の削減に繋がり、資源節約の面においても優れたモーターです。しかし、駆動時の騒音や振動が一番の問題で、半導体素子を用いたスイッチング技術の向上による解決が求められています。
SRモーターの使用用途
SRモーターは高速回転を必要とする機器に広く用いられています。例えば、掃除機や洗濯機です。このような家電は駆動時に回転運動を必要とします。掃除機がゴミを吸引する際や、洗濯機が衣類を脱水する際です。したがって、高速回転可能なSRモーターが内部に組み込まれている場合があります。また、電気自動車への利用も期待されています。SRモーターは高速回転が可能なだけでなく、低コストで信頼性が高いモーターです。さらに、大量生産にも向いているため電気自動車での利用が注目されています。
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