あの、ゆるやかな日々。

①自動車分野
GMの自動車には30,000個/1台を超える部品が使われているそうです。自動車分野では、部品製造の一部を3Dプリンターに置き換えることで、次世代型の自動車開発を目指す動きが見られます。

②航空・宇宙分野
航空・宇宙分野でも3Dプリンターを活用する動きが見られます。

この分野は、気圧や温度といった過酷な条件に対応するため、「破損など、絶対にミスが許されない設計」が求められます。

3Dプリンターは3DCADで制作したイメージをそのままに表現できます。昨今の金属3Dプリンターの精度が向上していることもあり、海外を中心に実用化が進んでいます。


③ロボティクス分野
ロボティクス分野では、主に「パーツ製作」での活用が広がっています。

株式会社イクシスリサーチでは、現場のニーズに合わせた「保守用ロボット開発」のため、3Dプリンターを活用しています。

「従来は、顧客ごとのニーズに対応すると、製作費・日数がかかり、ビジネスの拡大と相反するとの課題がありました。3Dプリンターを活用することで、顧客重視の開発ができるようになりましたし、何よりも試作品の提案の幅が広がりました。」と担当者は語ります。

「3Dプリンターは設計データがあれば製造できる」との特徴があるため、ロボットのカスタマイズにも柔軟に対応できます。

④産業機器分野
無人搬送機、クレーン、ベルトコンベア、プレス機といった産業機器においては、他の分野と同様に「パーツ製作」に3Dプリンターが活用されています。


一例として、Thogus社では試作品の開発から自動機の開発まで3Dプリンターを活用しています。

「3Dプリンターを使うことで低コストで、かつスピーディーな試作品開発が可能です。また、多くのフィラメントをテストすることができ、最適な素材を検証する上でも重宝しています。」とThogus社の担当者は語ります。

大きさにもよりますが、小型の試作品であれば3Dプリンターでは数時間で製造できるケースがありますので、試作品開発のスピードを大幅に向上させることが期待できます。

⑤コンシューマー製品分野
コンシューマー製品分野では、活用事例が豊富です。

フィギュア、アンティークなどを始め、様々な事例があります。

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PBF（粉末床溶融結合）方式
PBF（粉末床溶融結合）方式は、パウダーベッド方式とも呼ばれており、金属3Dプリンターでは最も多く採用されています。金属の粉末を敷き詰めたところにレーザーや電子ビームを照射し、熱で溶かして固めていく仕組みです。精度が高く、強度もあるため最終製品を作るのによく活用されています。樹脂3DプリンターのSLS方式と同じく、造形物の表面は若干荒く仕上がるため、表面の粗さが気になる場合は後加工で研磨をしなければなりません。また、造形スピードがやや遅いことと、造形後に金属粉末を除去しなければならないこともデメリットです。


メタルデポジッション方式
メタルデポジッション方式は、金属粉末の噴出とレーザーや電子ビームの照射を同時に行い、溶けた金属を積層して固めていく造形方式です。PBF方式に比べると造形スピードが早く、金属粉末の除去も必要ないのがメリットです。部分的に肉盛りする用途でも活用できるため、応用力のある造形方式だといえます。ただし、PBF方式よりも造形できる形状が限られており、精度も低くなるため、比較的単純な形状の製品に向いています。


FDM（熱融解積層）方式
樹脂3Dプリンターの造形方式としてご紹介したFDM（熱融解積層）方式は、金属3Dプリンターでも使われています。仕組み自体は樹脂と同じですが、金属の場合は材料が特殊で、樹脂材料に金属粉末を混ぜたものを使用します。樹脂材料は金属粉末を接合する役割を担っており、造形が終わった後に取り除かなくてはなりません。金属3DプリンターのFDM（熱融解積層）方式では、造形後に樹脂材料を取り除く脱脂作業を行い、その後に炉に入れて焼結させると完成します。FDM（熱融解積層）方式のメリットは、3Dプリンター自体の導入コストを抑えられることです。デメリットとしては、脱脂や焼結といった造形後の後処理が必要で手間がかかることや、焼結時に材料が収縮するので狙い通りの寸法を出すにはノウハウが必要なことなどが挙げられます。
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①完全な無人化は難しい
協働ロボットのデメリット一つ目は、完全な無人化は難しいという点です。


協働ロボットのみで仕事を全てこなすことは現実的ではありません。あくまで人の作業をサポートするような使われ方に適しているロボットです。

ただし、完全な無人化は難しいかもしれませんが、ロボットと人の良さをそれぞれ掛け合わせることによる生産性は見込めるでしょう。

②協働ロボットを扱える人材が必要
協働ロボットのデメリット二つ目は、協働ロボットを扱える人材が必要なことです。


協働ロボットを導入しても、定期的なロボットの調整やメンテナンス作業が必要になるためです。また誤動作なトラブルが発生した際も適切に対処できる人材は不可欠となるため、人材の確保が必要となります。

③トラブルが発生する可能性がある
協働ロボットのデメリット三つ目は、トラブルが発生する可能性があることです。

インストールするプログラムを誤って違う作業をしたり、生産設備の何らかのトラブルによる停止などが考えられます。

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（1）フォークリフト
フォークリフトは、荷下ろし・運搬・積み込みなどの幅広い用途で活用されている貨物運搬用の産業車両です。貨物を運ぶためのツメ(フォーク)を、貨物の下部に差し込んで持ち上げることができます。

型式によって性能は異なりますが、数百kgから数tの貨物を持ち上げたまま運搬することができ、人が移動させるよりも遥かに短い時間で作業することが可能です。また、貨物を持ち上げたまま上下にスライドさせることができるため、人の手の届かない高所に貨物を積み込むこともできます。


従来は専用の免許を取得した人が運転する必要がありましたが、近年では、人が運転しなくても稼働できる無人フォークリフトも登場しています。

（2）パレタイザ・デパレタイザ
パレタイザとは、パレットの上にモノを自動で積載する装置のことを指します。反対に、モノを自動で積み下ろす装置はデパレタイザと呼ばれています。たくさんあるモノを持ち上げて運び、高く積み上げる作業を繰り返すことは人間にとっては大変な重労働です。パレタイザ・デパレタイザはその作業を人間の代わりに行ってくれます。

機械式とロボット式の2つがあり、それぞれ次のような特徴があります。


①機械式
扱うモノに合わせて設計された専用機械を設置する方式です。多くの場合は、モノの種類に合わせてオーダーメイドで製造されています。広い設置スペースが必要であり自由度も低くなりますが、予め設定したモノを同じ方法で大量かつ高速に処理できるというメリットがあります。

②ロボット式
ロボットアームがモノを掴んで持ち上げ、積載したり積み下ろす方式です。機械式と比べて処理能力は低くなりますが、省スペースで設置場所に困らない点と、設定変更すれば様々なモノに応用できる汎用性の高さがメリットとなっています。

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技術進歩と同時に人型AIロボットに対する期待も高まっています。

現在人型AIロボットに特に期待されている点は以下の2点です。

人間とのコミュニケーション
人間の代わりに危険な作業を行う
それぞれ解説していきます。


①人間とのコミュニケーション
AI・ロボットの技術が共に進化するにつれて、人型AIロボットは限りなく人間に近い見た目・動きができるようになっています。

そのため、従来の不気味なロボットに対する抵抗感は払拭され、現在のAI人型ロボットは非常に親しみやすく人間に安心感を与えることが可能になりました。

その親しみやすさを活かして、人間との自然なコミュニケーションが期待されているのです。

実際に商業施設の受付や店舗や、コミュニケーションが重要な高齢者介護の現場では、すでに設置されているところもあります。

人口減少によって人材不足が深刻化する日本において、AI人型ロボットによるコミュニケーションの代替は大いに期待されていると言えます。


②人間の代わりに危険な作業を行う
人間の代わりに危険な作業を行うことも、AI人型ロボットに期待されていることです。

あえて「人型」AIロボットを用いるメリットは、人間が使用するように設計された設備・機器・乗り物を、そのまま使用できる点にあります。

特に災害現場のように危険な環境で、人命救助と救助する側の安全性の確保を両立するためにも、人型AIロボットの活用が期待されています。

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