こんにちは！YOKOITO広報です🐣！
YAMでは、3Dプリンタや関連する技術の研究をする「テクニカルリサーチ」という活動を行っています。日々の業務の中で浮かんだちょっとした疑問や問題を、自ら手を動かして解決し、得た知見をプリントサービスなどへ還元しています。
今回は水より重い材料をどのように設計したら水に浮かせられるかというテーマで実験をしました。
このモデルを決定する際、アヒルちゃん好きを猛アピールしたところ、なんと今回、Iさんのご協力でアヒルちゃんモデルになりました👏
綺麗に水に浮くようにするために工夫をした点や素材へのこだわりについてまとめていますのでご覧くださいね。
モデリングと設計
まず、アヒルちゃんの3Dモデルの作成には、Fusion360を使用しました。
お風呂に浮かんだ姿を想像しながら、一般的なものより少しスマートなアヒルちゃんが完成しました。
▲アヒルちゃん断面図
光造形の3Dプリンタの場合、ほとんどのレジンが水より重いため、沈んでしまいます。また、ちょっとスマートにしてしまったため少し重心が高くなってしまいました。こちらは水面で横転しアヒルちゃんが溺れてしまいます。この問題点を解決するために、内部の形状を設計していきます。
まず、アヒルちゃんを浮かせるために、体の中心には浮力を確保するための空洞を設け、モデルの下の方をちょっと厚めにして、重心が下にくるように考慮しました。
また、中空形状では未硬化の液体レジンが内部に残ってしまうので、下腹部にスリット状の穴を入れてしっかり未硬化のレジンが取り除けるようにします。こうしてアヒルちゃんが水に浮くような仕組みを作り出すことができました。
3Dプリントと実験
モデリングと設計が完了したので実際にアヒルちゃんを作成しました。今回は柔らかさを重視してゴムライクレジン（Flexible 80A）を使用しています。
ゴムライクレジンは普段ゴムなどのエラストマー素材のプロトタイプ制作に用いられる用途で用いられることが多く、人気の素材になっています。
詳細はこちらをご覧ください。
そして、YAMC内にお手製浴槽を用意し、実験スタートです。
社員一同が見守る中、水を満たした浴槽にアヒルちゃんを浮かべてみます、、！
結果は、、、
アヒルちゃんはしっかりと浮かびました！！！
とても可愛いです。
モデリングと設計の工夫が功を奏し、水に浮くことが確認できました。
しかも柔らかくて気持ちいい〜
結論
今回のアヒルちゃんの3Dプリント実験では、モデリングと設計の工程を通じて水に浮く仕組みを実現しました。
今後は、違う素材でのプリント実験やデザインの応用範囲を広げていく予定です。
例えば、SLS式プリンターでプリントしてみたり、他の動物のモデリングや、浮力を調整する方法の改善などに取り組んでいきたいと考えています。
続報を楽しみにしていてください！
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