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教育業界における活用事例

3Dプリンティングは、実践的な学習と明るい未来を意味します

3Dプリンティングがラボや教室にあれば、現在の研究者や将来の科学者、エンジニア、デザイナーは世界の課題を解決できます

Objet 350 Connex 3Dプリンタにより、
BRMLで実世界の物理的テストを実現

多くのデザイナーがコンピューター支援設計ツールやソフトウェアの結果への過度の依存が、BRMLの運動学・機構デザインへの関心を集めています。一方、BRML(バイオロボティクスおよびバイオメカニクスラボ)は、有意義な質問をして、研究中の問題とプロセスの基本的な理解を深めることに焦点を当てています。動いている身体やメカニズムのデザインの分析と合成の技術の深さと複雑さに魅了されたWolf博士とチームは、動作のモードへの洞察を得るために、3Dモデルのような運動学的ツールを使用しています。

BRMLは、超冗長メカニズムの機械構造、コントロール戦略、作動計画を開発しています。冗長ロボットには、単純な制約を補償するため、すなわち目標位置に到達するためにエルボダウンに対するエルボアップ構成を使用して、自由度(DOF)があります。超冗長ロボットには、必要以上に多くのDOFがあり、大きく屈曲した体積で示されるような、さらに厳しい制約を取り扱うことができると同時に、さまざまなタスクが実行できます。BRMLは、StratasysのObjet 350 Connex 3Dプリンタを使用して、このような複雑なメカニズムの運動学、デザイン基準、コントロール戦略を調べる堅牢な、完全に機能するモデルを作成します。同ラボは、(エレファントトランクのような)固定ベースにとりつけられているか、(ヘビロボットのように)無制約のいずれかの超冗長ロボットに焦点を当てています。

同ラボでは、科学と社会に影響を与え、直接貢献できる分野での運動学とロボット工学に焦点を​​当てています。例えば、医療機器やロボット工学での作業によって、かつては不可能だった新たな医療処置の実行を強化、可能にします。また、捜索救助ロボット工学での作業によって、捜索救助の人員の怪我のリスクを軽減しながら、生存者のより確実なより早い探索が可能になります。これらのアプリケーションなどについて、BRMLは、StratasysのObjet 350 Connex 3Dプリンタを使用して、高性能の作業ロボットモデルを作製しています。

BRMLのタフな要件に適合する
マルチマテリアル対応のConnex350 3D プリンタ

先進的なマルチマテリアル対応のObjet 350 Connex 3Dプリンタは、現在、さまざまな分野の研究において、主に機械工学の学部でテストされており、学部内の研究者だけでなく、テクニオンの他の学部の研究者にもサービスを提供しています。医療ロボット工学、バイオロボット工学、バイ機械工学、および航空工学の分野でもConnex350がすでに使用されています。また、プロジェクトや広範囲の教育ツールと​​してさまざまな学生にも使用されています。

世界中で利用可能な3Dプリンティング・テクノロジーについて包括的な研究を行った結果、BRMLは、StratasysのObjet 350 Connex 3Dプリンタが広範囲の研究分野に合致する最適システムであることを見出しました。それは、このプリンタが高い解像度と滑らかな表面を作り出すからです。これらの特性を、引張、曲げおよび衝撃強度等の広範囲の機械的特性と1つのビルドプロセスで組み合わることで、プリントマテリアルの強度が大幅に向上します。この追加の強度によって、現実世界の物理的テストおよび機能利用のための耐久性のある部品をBRMLが作製できるようになりました。

Connex350システムにより、1つのビルドプロセスで、デザインと構造上の要件のほとんどをカバーする複雑な構造体をBRMLがプリントできるようになりました。例えば、同ラボは、保護コーティングのある剛性筐体を作製する必要があったため、筐体にはFullCure720素材を使用し、コーティングにはゴム状のTangoPlusを使用して、衝撃吸収性、耐衝撃性、必要な動摩擦係数を得ました。チームの広範な調査によると、Connex350は、単一ビルドで、この種の物理的性質の組み合わせを提供できる世界で唯一の3Dプリンティング・システムです。

Stratasysテクノロジーで研究方法を改善

バイオロボット工学研究エンジニアOded Salomon氏は、1年前と比べて今日研究を行っている方法は顕著な進展があったと強調します。StratasysのConnex350システムにより、数日間で、現実世界の物理的なテストのために、実際の機能的モデルを作製することができます。これにより、最低いコストで、最短時間で目的の結果を得ることができます。

これまでは、従来のマシンショップを使い多くの時間がかかったのに対して、BRMLでは作一日で業部品を作製することができます。Stratasysテクノロジーを使った製造のデザインは、従来のCNCとはまったく異なるものです。他のテクノロジーでは製造できない複雑な、オーバーモールドモデルが可能です。Oded Salomon氏は次のように説明します。「CADを使用するデザインはすばらしいですが、Connex350機能モデルからのハンドヘルドに比肩するものは実際にありません。」

「BRMLは今日、Stratasysの驚くべきマトリクステクノロジーをもっている結果、デザインに対して、より複雑な構造上の考慮を含めることができます。」

良好な結果を得て時間とお金を節約

Stratasysのテクノロジーにより、BRMLは最終製品に達するまでにかかる総合時間を短縮します。ボット研究において、より多くの概念をかなり短い時間で確認して比較することができることを意味します。そして、より早くよりよいモデルを作製することができ、さらにコストを削減します。その結果、BRMLは、より短い時間で微調整した選択モデルデザインを手に入れて、全体的に良好な結果を得ることができます。

Connex350を使用すると、BRMLがデザインの段階で早期にエラーを特定できるようになります。これは、多くの椎骨から構成されるヘビロボットをデザインする際に有益です。デザインで、すべてのエラーを見つけることが重要です。このようなエラーを早期に特定することで、プロセス全体において多くのコストを節約できます。また、特別なインフラを必要としないラピッドプロトタイプシステムを持つと、BRMLが非常にアクセスしやすいエリアに設置することができます。他のシステムでは、特定の環境要件に適合する別の部屋が必要となります。Alon Wolf博士は、Stratasysのテクノロジーでそのような制約がないことをBRMLとして感謝していると説明しています。「Connex350を通常のオフィス内に配置することはより魅力的であり、時間の短縮、とアクセスしやすさという言葉に強い意味を与えます。」

StratasysテクノロジーによってBRMLが勝者に

最近開催されたイスラエルロボット工学会議(ICR2008)において、BRMLがヘビロボットを紹介し大きな衝撃を与えました。このロボットは、Stratasysのテクノロジーを使用して製造されました。これは、同ラボの貴重な宣伝になり、イスラエルのテレビやラジオで、科学プログラムから注目を集めました。さらに、ロボットの一部がテクニオンの学部プロジェクトのコンテストに提出され、権威ある賞を受賞しました。

科学者たちも、Stratasysモデルを使用して勝つことができました。科学者の研究は大きく進み、その発見は、このテクノロジーを用いて製造した作業プロトタイプにより特許を得ました。それは、機密性によりさらなる議論を防ぐラボ内でConnex350を所有しているからです。

Wolf博士は、ラボ内でStratasysの 3Dプロトタイプ能力を持つことの価値を次のようにまとめています。「この種のテクノロジーの取得は、ロボット研究おいて必須です。ロボット研究において、前日の夜にはあり得ないアイデアであっても、その次の朝に手中に納めることができることは何ものにも変えがたいことです。」

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