教育機関向け教材
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ショベルカーのムービー |
弊社が販売するUP 3Dプリンタ用の「実習解説テキスト」が発刊されます。実習解説テキストを使い、SolidWorksで設計したショベルカーを3Dプリンタで造形する方法を学習します。設計から造形まで同じモデル（ショベルカー）を使ってシームレスに学習できるようになります。これまでの授業ではCADによる設計で終わっていました。これからは設計したモデルを造形する授業が始まります。
CADで設計した“ショベルカーの3Dモデル”を使って3Dプリンタで造形する
UP 3Dプリンタ用テキストはSolidWorksで設計したショベルカーのモデル（右下の画像）を使って、3Dプリンタの造形方法を学習します。具体的にはSolidWorksデータの取り込みと編集、3Dプリンタの各種設定、造形方法、サポート材の除去について学びます。実際に生徒は授業で、これらの部品をUP 3Dプリンタで造形してひとつのショベルカーに組立てます。例えばショベルカーのどの部分が構造的に弱いのか（または強すぎるのか）を見極め、SolidWorksで設計変更を繰り返していきます。精度が要求される部品と粗い精度で許容される部品を判断し、ショベルカーの製造時間と部材コストを計算します。短時間製造を心がけ、不要な作り込みを避けるコストマインドを育成します。実社会と同じプロセスを教育現場で経験することで、将来のエンジニアとしての知見を高めます。
ショベルカーの造形時間と材料のコスト
以下の表はショベルカーの部品リストです。9つの部品から構成されており、造形ピッチ、ベースの厚さ、部品内部の強度の度合い、造形時間、材料(g)が書かれています。なお、グラム=コストとなります。弊社の技術者が造形したショベルカーでは、全部品の造形時間は21時間2分、材料の重量は268.9gでした。生徒はこれを目安に、強度的に優れたショベルカーを短時間で且つ少ない材料で作成していくことになります。
UP 3Dプリンタを購入された教育機関の方（先生）に、ショベルカーのデータ（STLフォーマット）をご提供いたします。弊社までご連絡ください。
| No. | STLファイル名 | Predef | Base | Fill | Q | Scale | 造形時間 | 材料 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Arm_No.1_L2_D0.5 | 新 | 0.2mm | 4mm | Loose | N | 45% | 1時間52分 | 25.8g |
| 2 | Arm_No.2_L2_D0.5 | 新 | 0.2mm | 4mm | Loose | N | 45% | 46分 | 10.4g |
| 3 | Cabin.SLDPRT | 旧 | 0.3mm | 4mm | Hollow | N | 45% | 2時間56分 | 90.9g |
| 4 | Caterpilla.sldprt | 旧 | 0.2mm | 3mm | Loose | N | 46% | 4時間12分 | 36.6g |
| 5 | Chassis.DLPRT | 旧 | 0.25mm | 4mm | Loose | F | 45% | 2時間51分 | 45.0g |
| 6 | Cylinder_01_L2_D0.5 | 新 | 0.2mm | 3mm | Loose | F | 45% | 1時間39分 | 8.4g |
| 7 | Cylinder_02_L2_D0.5 | 新 | 0.2mm | 3mm | Loose | F | 45% | ||
| 8 | Shovwl.SLDPRT | 旧 | 0.2mm | 3mm | Loose | F | 45% | 1時間17分 | 8.4g |
| 9 | Wheel.SLDPRT | 旧 | 0.2mm | 3mm | Loose | F | 45% | 5時間29分 | 43.4g |
| 計 | 21時間2分 | 268.9g | |||||||
※朱色は部品の更新を示す
自分で設計したものを作りたい
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。年間の授業がCADの設計だけで終わっては残念です。これからは低価格な3Dプリンタの登場で、CADでデザインしたモデルを生徒自ら造形できる時代になります。ちょうど紙プリンタで紙を出力するのと同じように、3Dモデルを3Dプリンタで造形する教育環境が整ってきました。3Dプリンタの導入でこれまでのデザイン中心の授業に造形が加わります。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。
3Dプリンタの使用目的として、購入した学校の多くが「ロボットのシャーシやボディなどの部品を作るため」と話しておられます。従来の「削り出し」で部品を製造するのではなく、CADデータから直接簡単に造形できる点を評価いただいています。使用方法のトレーニングを受講した後、直ちにロボット用に部品を製造した学生もいます。
学生は身近なところから造形を始めることで素早く、3Dプリンタに慣れ親しむことができます。身の回りのものから造形すること、例えば自分が所有するスマートフォンのカバーやホルダーを放課後に造形する学生もいます。自分で設計したものを3Dプリンタで造形する、この体験はたいせつであり、興味を持つものからスタートすることがもの作りの技術習得に最適と思われます。
3Dプリンタは多くの企業で採用されつつあります。実際に弊社でもUP 3Dプリンタは、大手だけでなく中小企業へも販売が進み、その意味では、3Dプリンタを学生時代に体験させたいとお考えの先生方がおられます。
失敗して学ぶことの方が多い
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設計が間違っていれば、組みつけできない場合があります。あるいはCADデータが正しいと思っても、例えばショベルカーのアームが動かないこともあります。生徒は「どこで間違ったか」を考えます。考えることで成長します。ある先生は、「実際に手にしたモデル（造形物）がそこにあると周囲の生徒が集まって議論が始まる、生徒同士が互いに意見を交換することがたいせつである」と話しておられます。部品の造形後サポート材の除去では、誤ってモデルを壊すこともあること思います。最初に作るモデル（造形物）は、弊社でも時折失敗します。失敗して学ぶことのほうが、一度で成功するよりも多くのことを学びます。
