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どの工法においても個体差というものはあるものです。
金属３Dプリンターでも当然のように個体差がありますが、既存の工法と比べその影響が大きいと思えることがあります。
ここではどんな影響があるのかをお伝えしたいと思います。
金属3Ｄプリンターの個体差
金属３Dプリンターの個体差の中で1番困るのが風の流れです。
風の流れ？？と思った方も見えることでしょう。
多くの金属３Dプリンターではチャンバー内に風が流れており、金属粉末にレーザーを照射した際に発生するスパッタを風の流れに乗せて集塵機まで運んでいきます。
風の流れというのは目で見える部分で、風向の取り付け方、精度、強さなどで簡単に変わってしまいます。
この風の流れが違うだけで、スパッタが造形品内部に残ったり、粉末の上に乗ることによりリコーターが引っかかったりします。
当然ながら品質にかかわる重要な箇所なのです。
4台のEOSが設置されていますが、こうゆう造形品はこの設備でやらないほうがいい。という暗黙の了解が存在しています。それは数々の経験の中ならその設備のこの部分（位置）はよくないことを知っているからです。
しかし、1台しか持っていない場合はその個体差を知ることもなく、不都合なまま造形をするしかないのです。
その他の個体差としてはリコーティングです。ここでの個体差はモーターの力？です。
よく止まる設備と余り止まらない設備が存在しています。リコーティングでは負荷の大きさにより停止するのですが、違う設備で同じ製品を造形していても一方では止まらず、一方では止まるという現象です。
単純にモーターの負荷検知の部分の調整により起こる現象なのか、それともリコーター自身の個体差なのかはまだ突き詰められていません。
しかし、これらの現象でも弊社ではどの設備が強いということが分かっていますので、止まりそうな形状はあらかじめ設備を指定し造形することも日常的に発生してきます。
次にガス置換速度です。
金属３Dプリンターではチャンバー内の酸素を抜き、不活性ガスに置換してから動作することになっています。同じ容積であるにも関わらずその速度が違うのは府に落ちませんが、実際の現象として確認されています。
時間が違うということは造形時間へ影響しますし、チョコ停があった場合はさらに追加されて影響をもたらします。
酸素濃度センサーの個体差なのかチャンバーの密閉度の個体差なのかはまだ未確認です。
このように金属３Dプリンターには品質や時間に大きな影響をもたらす個体差がハッキリと認識できますが、残念ながら原因がつかみきれない場合がほとんどです。
まとめ
金属３Dプリンターの個体差
金属３Dプリンターの個体差は既存工法以上に大きな影響を受けることが多いのですが、その現象を知ることもなく使っている場合もあるのです。
しかし、同じ設備を保有している企業様から「こんな現象があるのですがどう対応していますか？」と動画が送られてきたり、メールや電話が来ることがあります。
その場合でも弊社には発生していない現象が含まれているため、私たちもまだ知らない個体差というものがあるのだと感じます。
まだ未発達の技術故の悩みなのか・・それともこの技術ではこういうものなのか・・実に頭が痛いところではあります。
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＜ブラシレスDCモーターのメリット＞
長寿命
粉塵、騒音が発生しない
制御性、効率性に優れる
DCモーターには、ブラシがあることで整流とブラシが接触し、その結果、ブラシの磨耗による粉塵、寿命が短くなる、接触摺動による騒音が発生してしまうなどの欠点があります。
一方、ブラシレスDCモーターの構造には、ブラシが含まれないため、DCモーターより長寿命であり、粉塵や騒音もDCモーターと比べれば発生しません。また、制御性や効率が優れるDCモーターのメリットはそのまま受け継いでいます。
＜ブラシレスDCモーターのデメリット＞
ローターの回転角度に合わせてステータのコイルの電圧を制御しなければ、効率よく回転し続けることができないです。
＜ブラシレスDCモーター分類表＞
永久磁石同期モーター(PMSM)
表面磁石同期モーター(SPMSM)
埋込磁石同期モーター(IPMSM)
シンクロナスリラクタンスモーター(SynSM)
ブラシレスDCモーターの分類に関しては、各企業によって呼び名等も異なるため、上記の限りではありません。
大まかな特徴としては、永久磁石同期モーターはローターに永久磁石を持ち、シンクロナスリラクタンスモーターはローターに磁石を持ちません。表面磁石同期モーターは、ローターの表面に永久磁石を貼り付けた永久磁石同期モーターであり、埋込磁石同期モーターは、内部に永久磁石を埋め込んだ永久磁石同期モーターです。
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日本では、昭和43年頃から本格的に産業用ロボットの開発がはじまり、高度経済成長とともに急激に発展しました。特に自動車・自動車部品業界では、産業用ロボットが積極的に導入され、溶接や搬送などの自動化により生産性向上に大きく貢献。そして少子高齢化によって人材確保が困難になっている現代日本では、その打開策として産業用ロボットによる省人化に注目が集まっています。こちらでは、改めて産業用ロボットを導入するメリットについてご紹介します。
省人化～労働力確保＆運用コスト削減～
産業用ロボットを導入する最大のメリットが「省人化」です。ロボットが人間に代わり生産工程を担当することで作業員を減らし、重要な作業に最適な人員配置ができるので労働力確保＆運用コスト削減につながります。少子高齢化によって人材確保が困難になっている現代日本において産業用ロボットの活用が鍵を握っています。
ロボットなら長時間稼働ができ、労働力確保が容易になる
製造コストの大部分を占める人件費の削減ができ、製造コストの引き下げや利益率拡大につながる
単純作業をロボットに割り当てることで最適な人員配置ができる
過酷な環境、危険な環境での作業をロボットに任せることで労働環境が改善する
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3Dプリンターで使用する材料の選び方
材料を選ぶ時は、作りたい形状(大小・見た目の仕上がりなど)や用途(実用品・装飾品・ビジネス用など)はもちろん以下のポイントもチェックした方が良いでしょう。
●どのくらいの造形精度が必要か
●どのくらいの強度が必要か
●造形物に着色をしたいかどうか
●造形物を研磨したいか
●使用するときの環境はどのような状況か
（室内／屋外・温度は高い／低い など）
3Dプリンターで使用する主な素材と特徴を紹介
材料は3Dプリンターの方式ごとに変わってきます。
5つの方式ごとに様々な材料について紹介します。
▼印刷方式一覧
1.熱溶解積層方式（FFF/FDM）
2.光造形方式（SLA/DLP）
3.粉末焼結方式（SLS）
4.インクジェット方式
5.粉末固着方式（バインダージェッティング）
▼熱溶解積層方式(FFF・FDM)
溶かした樹脂をソフトクリームのように下から上へ一層ずつ材料を積み上げ作品を作り上げていきます。
一般ユーザー・企業向けどちらの用途においても最も多く用いられる一番メジャーなプリント方式です。
また熱溶解方式の材料は一般的に「フィラメント」と呼ばれます。
【PLA】
●特徴
3Dプリンターの材料は溶けた状態から固まる際に熱収縮が起こります。
特に冬場は気温の低下によって熱収縮が大きくなり「反り」が起こりやすくなります。
しかしPLAは、熱収縮や反り等に強いため「安定して造形」ができます。
そのため初心者の方でもお使いいただきやすく人気の材料となっています。
また植物成分由来となっているため、土に埋めると自然に還ります。
環境負担も少なく環境にやさしい素材です。
カラーバリエーションも多く、造形を楽しむことができます。
●注意点
とても固いプラスチックのため、造形品の研磨（ヤスリがけ）がしにくい特徴があります。
また塗装がしにくい（塗料がうまく乗らない）という特徴もあります。
（サーフェイサーで下地処理をすることで塗装はできます）
●どんな造形に向いているか
大きい造形、後加工の少ない造形など
【ABS】
●特徴
ABSも3Dプリンターの材料としてよく使われている人気の材料です。
ABSはPLAに比べて柔らかく、造形後に表面を磨いたり塗装をするなどの加工に向いている材料です。
そのためアート系の方やフィギア作りをしている方など、造形後に後処理加工を行うユーザーに人気の材料となっております。
カラーバリエーションも多いです。
●注意点
ABSは「柔らかい」という大きなメリットの反面で、PLAと比べて造形時に熱収縮が起こりやすい特徴もあります。
そのためプラットフォームを加温できる機種でなければ使用できない材料となります。
（プラットフォームを加温することで熱収縮を小さくして反りを防止する必要があります）
※使用可能機種：
ダヴィンチJr.ProX+ / ダヴィンチ1.0Pro / ダヴィンチ1.0Pro 3in1
●どんな造形に向いているか
後加工が必要なプラモデルのパーツなど
【タフPLA】
●特徴
タフPLAはABSとPLAの「メリット」を組み合わせたような材料です。
（XYZプリンティングのオリジナル商品です）
ABSのメリットである「造形品の研磨、塗装がしやすい」という特徴と、PLAのメリット「造形がしやすい」という特徴を掛け合わせた材料です。
PLAと同様にプラットフォームの加温がなくても造形ができるので全ての機種で使用することができます。
●注意点
カラーバリエーションがホワイトとブラックの2色のみとなります。
●どんな造形に向いているか
強度も見た目の滑らかさもバランスよく作りたいという作品など
【PETG】
●特徴
PETGのもととなるPET（ポリエチレンテレフタレート）は、ペットボトルの材料として、世界で最も利用されているプラスチック材料です。
PETGはPETよりも丈夫で耐久性のある材料となります。
材料の特徴として「耐久性が強く、衝撃に強い頑丈な点」が挙げられます。
また耐候性も高く造形後も黄変しにくいといった特徴もあります。
（フィラメントは通常、紫外線にあまり強くないので造形後の品質低下に繋がります）
タフPLAと同様にABSとPLAの良いところを掛け合わせた特徴を持ち、造形もしやすいので、プラットフォームの加温も不要で全ての機種で使用することができます。
●注意点
PETの特徴を持つため、カラーが透明系のみになります。
●どんな造形に向いているか
消耗品ではなく長期的に使っていきたい作品、クリア色で作りたい作品など
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DCブラシレスモータの基本構造は、永久磁石型の三相同期モータ本構造は同じですが、電気自動車用ならロータ位置を検出するセンサがついています。センサーレスタイプはモータ単体を見れば永久磁石型の三相同期モータそのものですが、ロータ位置をコイルの逆起電力のゼロクロスから検出するのでそれが出来ない起動時や極低速域では非同期で回転磁界を与えるしかなく特性が悪いです。
専用のコントローラ（ドライバー）が必要です（モータとコントローラペアでDCブラシレスモータは成立します）。モータとコントローラ間の電流は見掛け上交流になります。インバータは一方的に周波数を決めてモータに送りつけますがそれの周波数はモータの回転数に依存します。モータの回転数はPWMで電力制御されます。
（ステッピングモーター ）
と思っていたのですが、モータやドライブ回路などハードウェアは同じなのにベクトル制御なんていう手法もあったりするので、AC同期モータと呼ぶかDCブラシレスモータと呼ぶか、その違いは実はコントローラのソフトウェアや設計者の意志にあるのかもしれません。
・DCブラシレスモータ→方形波でドライブされ、速度制御がPWMによる電力制御主体で周波数が入力の電力やモータの負荷による結果論で、T-N、TーI特性がDCモータの特性を示すもの。特徴は起動トルクが強い。
・ACシンクロナス→（擬似）正弦波でドライブされ速度制御が周波数制御主体で電圧や位相を最適化する場合。特徴は騒音が少ない。
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