歯科用3Dプリンターの用途

歯科用3Dプリンターの代表的な用途は、歯列模型や矯正歯科、インプラント治療などが挙げられます。

歯列模型は、3Dプリンターを活用することで、必要に応じて模型を用意できます。データさえあれば歯列模型そのものを保管していなくとも、必要なときに用意できるので、模型の保管スペースを別の用途で活用できるようになります。また、すぐにモデルを用意できることから、チーム内で治療計画を立てやすいのもメリットです。歯列模型を患者に確認してもらい、治療の了解を得るインフォームドコンセントとしても活用できます。

矯正歯科は、歯科用3Dプリンターを利用することで、マウスピース型の矯正装置「アライナー」を造形、インプラント治療においては、インプラントの埋入する深さや角度を事前にチェックするための「サージカルガイド」を造形するのに活用されています。

これらは、従来多くの製作工程や日数を必要としていたものが、口腔内スキャナーや歯科用3Dプリンターの利用により、自社で製作できるようになり、工程やコストを少なく抑えることが可能に。また、治療時間の短縮や精度の向上も期待できます。

これらの用途以外にも、口腔内スキャナーを用いて義歯を作る研究も行われています。

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3Dプリンター用フィラメントのQ&A

●フィラメントの劣化原因

３Dプリンターのフィラメントは水分を吸収しやすく、水分を吸収したフィラメントは劣化し、造形中のノズルつまりや、フィラメント折れの原因となります。

そのような劣化の原因の多くがフィラメントの保存方法と消費のペースにあります。

保存方法を間違ってしまうと、湿気の多い日本では短期間でもフィラメントが水分を吸収し、劣化を招きます。劣化したフィラメントを使用すると、機器の故障の原因だけでなく印刷精度の低下を招きます。

また、適切な保存方法を取った場合でも開封後のフィラメントは仕様の度に徐々に劣化が進みます。なるべく、購入・開封から短期間で使い切ることも重要なポイントです。

●フィラメントの保存方法

ＸＹＺプリンティングの純正フィラメントには、ジップ付きの保管袋と乾燥剤が付属しています。開封後は付属の保管袋に乾燥剤を入れフィラメントを保管すると劣化を防ぐことができます。また、保管場所も温度変化の少ない直射日光等のあたらない冷暗所がおすすめです。

その他には、専用の防湿箱やタッパーに乾燥剤を入れた自作の保管箱でフィラメントをほ保存するユーザー様もいらっしゃいます。

一番良くないのは、使用後も本体に取り付けたままで放置してしまうことです。使用しない時は３Dプリンター本体から外して保管することを徹底しましょう。

●異なる色同士のフィラメントを混合しての使用

３Dプリンターの機種によっては、異なる色のフィラメントを同時に使用（MIX）して使用できる機種もあります。その場合は積層によって色味を変えることができ、多様な楽しみ方ができます。ですが、その分エラーを引きやすい場合もありますので注意が必要です。

●純正品以外にも使用できるのか

フィラメントは、本体と違うメーカーの純正品以外も使える機種があります。その場合は。フィラメント直径・ノズル温度・プラットフォーム温度が、本体・フィラメントが適合しているか確認して使用します。

ただし注意すべきなのは、３Dプリンターの機種によっては純正品以外のフィラメントを認識しない機種や、フィーダーの方式によって造形ができない組み合わせもある点です。さらに純正品以外のフィラメントを使用した場合はメーカー保証の対象外になります。純正品以外の多様なフィラメントで様々な楽しみ方の可能性も広がりますが、使用にはリスクも伴う点は注意が必要です。

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ロボット業界ではどのような仕事をするのか？

それではロボット業界に進んだとき、具体的にどのような仕事をするのか見ていきましょう。

ロボット設計

工場で使用する産業用のロボットはもちろん、最近では介護用のロボットやドローンの設計に携わることもあるでしょう。ロボットの設計には工学の広い知識が要求されるのはもちろん、独創的な発想力が求められます。大規模な設計の場合は一人ではなく複数人のチームで設計することもあるため、協調性も求められることを覚えておきましょう。また、設計のチームが日本人だけとは限りません。世界に出ても通用する英語力も必要になります。

プログラミング

ロボットが動作するにはソフトウェアの開発も必要です。すでに趣味でプログラミングをしている方もいるかも知れませんが、ロボット設計におけるプログラミングでは材料工学などハード面の特性もよく理解しておかなければいけません。ハード面の設計に負けず劣らず幅広い知識が要求されます。

ロボットの管理

工場などで運用するロボットにはメンテナンスが必要不可欠。正常に稼働しているか、効率的な運用ができているかをチェックする管理者も重要な役目を担っています。

これから生まれるかもしれない仕事

働く環境が変われば仕事にも変化が出てきます。例えばロボットの運用を専門にするコンサルタント、働く人とロボットの間に生じる倫理的な問題を解決するアドバイザーなどの職業も生まれてくるでしょう。

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3Dプリンターの使用手順（6ステップ）

ステップ①：3Dデータの作成

まずは、「3DCAD」・「3DCG」・「3Dスキャン」のいずれかの方法で、3Dデータを作成します。

内部構造まで詳細に設計したいのであれば「3DCAD」、デザイン重視で設計したいなら「3DCG」、物体のサイズが大きく、計測データが少ないのであれば「3Dスキャン」を使用すると良いでしょう。

ステップ②：STLファイル出力・検証

3Dプリンター用データとして一般的に使われるSTLファイルを作成します。作成後は「厚みがあるか」・「穴が空いていないか」など、3Dプリントの失敗を避けるための検証を行います。

なお、「3Dプリンター用3DCADソフト」にはSTLファイルの充実した検証機能が搭載されていますので、3DCADソフトを新調したいと考えている方は活用すると良いでしょう。

ステップ③：造形ツールパスデータへ変換

造形ツールパスデータとは、3Dプリントを行うためのデータです。3Dプリンターの付属品である「スライスソフト」を使用して作成します。

ステップ④：3Dプリントの造形

ステップ①～③を元に3Dプリンターが自動で造形を行います。造形時間は造形方式やサイズによって異なります。

ステップ⑤：サポート材の除去

3Dプリントでは造形物を固定するために「サポート材」を使用します。プリント後は、造形物からサポート材を手で剥がしたり、道具を使うなどして、サポート材を取り除きます。

ステップ⑥：仕上げ加工

必要に応じて研磨・塗装などの仕上げ加工を行います。しかし、表面の仕上げは造形物を傷つけないために注意して実施する必要があります。

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DCモータの用途

情報機器

HDDやCD-ROMドライブの駆動用、CPUの冷却ファンなどに用いられています。ブラシ、コミュテータの摩耗によるダストが機器に影響を与えるためブラシレスDCモータの採用が一般的です。

音響・映像機器

オーディオやビデオ機器にもDCモータが採用されています。オーディオCDや　DVD、ブルーレイディスクの再生機器に用いられています。

家電製品

ミニ四駆やラジコン等の玩具、電動歯ブラシやシェーバーの振動体駆動、小型扇風機などにもDCモータが採用されています。どれも9V程度の小さな電圧で駆動する小型DCモータが用いられています。

自動車

ワイパモータ、パワーシートモータ、パワーウィンドウモータなど、かなり多くのDCモータが自動車には採用されています。

産業用機械・医療用機器

産業ロボットのサーボモータには、多くのDCモータが採用されています。医療機器分野では呼吸補助装置、酸素濃縮器等のファンモータなどにも採用されています。他にも農業機械や建設機械等にも採用されています。

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