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長良の落陽。

金属3Dプリンターとは

金属3Dプリンターとは、金属製の材料を使って、3DCADや3DCGでモデリングした3Dデータを造形する装置のことを指します。
3Dプリンターは、一般的にPLAやABSなどの樹脂から造形するタイプが多くラインナップされています。現在、樹脂素材を対象とした3Dプリンターは低価格のモデルも多くなり、導入している企業が増えつつあります。
一方で、金属3Dプリンターはチタン・アルミニウム・ステンレスなどの金属材料を用いて造形するタイプです。樹脂用の3Dプリンターに比べて、本体価格やランニングコストが高く、機械も大型なモデルが多いので、まだ導入している企業が少ないのが現状です。
3Dプリンターの基本的な仕組みとしては、専用のソフトで断面をスライスした3Dデータを作成し、1層ごとに金属材料を積み重ねる作業を繰り返し行うことで、3Dデータの製品を造形します。機械の種類により、細かな造形の方法に違いはあるものの、金属3Dプリンターも上記と同様の仕組みで造形を行います。金属3Dプリンターの代表的な造形方法は、以下の4つが挙げられます。
パウダーベッド方式:敷き詰めた金属粉末にレーザーを照射して固める方式
指向性エネルギー堆積方式:金属粉末の噴出とレーザーの照射を同時に行い固めていく方式
熱溶解積層方式:溶かした材料を押し出して積み重ねていく方式
バインダージェット方式:敷き詰めた金属粉末にバインダーを吹きつけて固める方式
 
このなかでもパウダーベッド方式は、金属3Dプリンターのなかでも採用されている機種が多い造形方法です。
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3Dプリンターの種類と特徴

▼熱溶解積層方式(FFF/FDM方式)
■特徴:
ノズルから溶けた樹脂を押し出しながら積層する方式。
本体価格、材料価格ともに安価で、ランニングコストも含めるとコストパフォーマンスに優れています。
使える材料の幅も多く、他の機種に比べ手間が少なく簡単に使えるため、一般ユーザー・企業ともにとても人気な方式です。
■メリット:
コストパフォーマンスが良い。簡単かつ安全に利用出来る。家庭用として使われている。オンラインショップなどで入手しやすい。
■材料:
熱可塑性樹脂
※プラスチック(PLAやABSといった定番の材料から、カーボン等の金属を含んだ樹脂など特殊材料まで多岐に渡ります)
▼光造形方式(SLA方式・DLP方式など)
■特徴:
レジン(液体状の樹脂)に光(紫外線)を当てることで液体を徐々に固め、立体物を造形していきます。
上から下へ固めていき段々と造形物が吊るされていくような造形方式のため、大きな作品を作るのにはあまり向いていないという特徴もあります。
小さいものを精度よく造形できるため、フィギアづくりやジュエリーを本格的に仕上げたい方におすすめの方式です。
熱溶解積層方式に比べると価格は上がりますが、一般ユーザーの方でも使っている方は多く人気な方式となっています。
■メリット:
小さいものを精密に作ることができる。積層の跡が見えないくらい緻密で精度の高い造形物が作れる。家庭用としても使われている。オンラインショップなどで入手しやすい。
■材料:
レジン(光硬化レジン)
▼粉末焼結方式(SLS方式)
■特徴:
パウダー状の材料にレーザーで焼結することで材料を固め造形物を作り上げます。
敷かれているパウダーを焼き固め層を作ったら、その上にパウダーが敷かれまた固め…の繰り返しです。
企業様の用途としては、試作品や部品等の最終製品、鋳型づくりのために使われています。
価格は高価となり、また本体サイズが大きく、付帯設備も併せて必要となります。
■メリット:
粉を固めるためサポート材が不要となり、サポート除去作業が不要。データの再現性(造形物の正確さ)や耐久性が高い。
金属パウダーを使用することで金属の3Dプリントが可能で、造形物は「最終製品」として様々な用途で使用可能。
■材料:
ナイロン、セラミック、金属など様々
▼インクジェット方式
■特徴:
液体状の樹脂をインクジェットヘッドから噴射し、ローラーで表面を平らにし、
紫外線で硬化させるという方式です。
■メリット:
フルカラーの造形物が作れる。また、印刷速度が早く、材料により硬度を選べるのも特徴です。
■材料:
光硬化樹脂、ワックス
▼粉末固着方式(バインダージェット方式)
■特徴:
パウダー状の材料を薄く敷き、材料へプリントヘッドから液体状の接着剤を吹き当て固めていく方式です。
粉末焼結方式は焼いてパウダーを固めていくのに対し、
こちらは接着剤を吹き当てることで一層ずつ固めていくという工程を繰り返します。
更にその接着剤に色を付けることで綺麗に色を付けることができます。
粉末焼結方式と同様、パウダー状の材料を用いるため、付帯設備が必要となります。
■メリット:
フルカラー造形ができる。サポート材が不要。造形スピードが速い。
■材料:
主にパウダー状の石膏。機種により砂糖やプラスチックの粉末も使用される。
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業務用お掃除ロボットの選定ポイントとおすすめ機能

【選定ポイント】自社環境とお掃除ロボットの機能がマッチしているか
このようにお掃除ロボットには様々なメリットがあります。一方で、製品選定の際にはその機能や性能が自社の環境・課題に適しているかどうかを確認する必要があります。
まずは、お掃除ロボットの清掃可能面積を確認します。お掃除ロボットによって清掃可能面積が異なるため、清掃箇所に応じてその面積をカバーできる製品を選定しましょう。
次に、清掃箇所にあるデスクやイスといった家具類や、コード・ケーブルなどの障害物、段差などに対応できるかどうかも重要なポイントです。
こういった条件をクリアしつつ、ダストボックスの容量、連続稼働時間、充電時間といった部分も考慮して製品を選定しましょう。
お掃除ロボットのおすすめ機能
お掃除ロボットには多様な機能がありますが、その中でもおすすめしたいのが「マッピング機能」・「タイマー機能」・「衝突防止センサー」です。
マッピング機能
あらかじめセンサーなどを用いて清掃範囲の形状やレイアウトを把握する機能です。デスクやイス、PC・複合機などを接続するケーブルやコードといった障害物によって、お掃除ロボットが抜け出せなくなることを防ぎます。

タイマー機能
人のいない、あるいは少ない夜間や早朝の時間にお掃除ロボットを稼働させることができます。また、時間だけでなく曜日を指定できる機能がついたお掃除ロボットも開発されています。人の往来の妨げにならないことや、お掃除ロボット自身も人を避ける必要がなくなるため、効率的に清掃をすることができます。
衝突防止センサー
赤外線センサーや超音波センサーを用いて障害物を回避するものです。また、3Dカメラを搭載した機種もあり、障害物の高さや形状を立体的に把握することで障害物や壁に当たることなく清掃することができ、壁の汚れも防ぐことができます。
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3Dプリンターレンタルサービスの注意点

3Dプリンターのノウハウが必要
3Dデータ制作、3Dプリントの一連の工程をすべて自社で行う必要がありますので、3Dプリンター利用に関する一定のノウハウが求められます。
小型タイプの3Dプリンターのレンタル期間は、2週間~1ヶ月であることが大半です。ノウハウが全くない状態でレンタルすると「思うような形状が作れずに、レンタル期間が経過してしまった」ということにもなりかねません。
そのような事態を避けるためにも、出力サービスを活用し、同一機種で造形しておくと安心です。また、レンタルの前にはベンチマークの準備や必要な設備の確保など、事前準備を忘れないようにしましょう。
レンタル可能な機種が限定されている
メーカーが取り扱っているすべての機種をレンタルできるケースは稀です。基本的にレンタル可能な3Dプリンターの機種は限定されます。
なお、国内での3Dプリンターの活用は「出力サービス」が主流になると予想されており、レンタルサービスを手掛けるメーカーの数は、横ばいの状態が続く見込みです。

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ブラシレスDCギヤードモータとは

ブラシレスDCギヤードモータはブラシレスDCモータと機械的減速装置(複数段のギヤまたは遊星ギヤ等)を一体化したものです。ギヤはモータの出力軸に組み付けられます。
ケースの中にギヤが入っている(オレンジと黄色 右側の見えない部分がモータ)のが分かると思います。
ブラシレスDCギヤードモータの回転速度は、複数のギヤがかみ合って回転する過程で元のモータ回転速度から減少しますが、他方でトルク(回転モーメント)はモータのトルクよりも増大します。
一般的なブラシレスDCモータは、効率に優れる2,000~3,000rpmの回転数で使われることが多いです。例えば1/20の減速比の減速装置を使用することによって回転数は100~150rpmに低下するとともにトルクは概ね20倍に増加します。
Bタイプ1/5060 rpm4.6 N・mCタイプ1/10030 rpm4.1 N・mDタイプ1/20015 rpm4.1 N・m
減速用のギヤは通常、ギヤボックスと呼ばれる専用のケースに収められた形でモータに組み付けられて働きます。ブラシレスDCモータと一体化されたブラシレスDCギヤードモータは外形寸法を小さくできるため、モータを組み付ける機器で、内部のスペースの有効利用にも貢献します。
最終的に求められる回転数とトルク、使用される機器で許容されるスペースなどによってブラシレスDCギヤードモータの設計が決まってきます。ブラシレスDCモータはその基本性能の選択の幅が広くなるので、実機の設計を容易にすることができます。
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