ロボティクス

FDM方式の3Dプリントは、試作の迅速化と最終使用部品の製造のギャップを埋めるロボティクス革新の基盤となっています。高校のロボットチームが大会対応の機体を作る場合から高度な産業システムに至るまで、FDMは軽量でカスタマイズ可能、かつコスト効率の高いソリューションを可能にします。自律ドローンのセンサーケースを印刷する場合や、戦闘ロボット用の耐衝撃アーマーを作る場合でも、この技術はクリエイターがより速く反復し、コストを削減し、ロボット設計の限界を押し広げる力を与えます。

Wisconsin Robotics がホイールに Polymaker の PolyFlex™ TPU95 を使用

ロボティクスにおける FDM の適用例

1. 教育＆競技:

   • FIRST ロボティクス：チームは厳しい重量制限や設計条件を満たすためにシャーシ、ブラケット、カスタム機構を3Dプリントします。

   • 教室でのプロトタイピング：学生は機能的なギア、マウント、エンクロージャを印刷してロボティクスの基礎を学びます。

2. 機能部品:

   • 電子機器用エンクロージャ：ケーブル配線や放熱を統合したカスタムフィットのハウジングで回路を保護します。

   • 機械部品：強度と重量比を最適化したギア、ジョイントアセンブリ、グリッパー。

3. 競技用ロボティクス:

   • 格闘ロボット：プロジェクトでは衝撃に強いアーマーやエネルギー吸収バンパーを使用して競技で優位に立ちます。

   • ドローンフレーム：機動性と耐久性のための軽量で空力的な設計。

First Robotics チーム HIVE Robotics が Polymaker フィラメントを利用

ロボット性能向上のための Polymaker 材料

Polymaker のエンジニアードフィラメントは、産業用グレードの複合材料から鮮やかな外観まで、ロボティクスのあらゆるニーズに対応します。

1. Fiberon™ ライン

• PA6-CF20：剛性と耐熱性のための20%カーボンファイバー強化。荷重がかかるジョイントやモーターマウントに最適です。

• PA12-CF10：湿度の高い環境で優れる低吸湿性と柔軟性。

• PA6-GF25：衝撃に強いシャーシやギアハウジング向けの25%ガラスファイバー配合。

• PPS-CF10：極限環境向けの高い熱変形温度。また湿気に影響されにくい。

2. PolyFlex™ TPU90 と TPU95

• 特性：バンパー、グリッパーパッド、ホイール、ショックマウント向けの伸縮性と衝撃吸収性。

• ケーススタディ：格闘ロボットは電子機器を保護しつつ重量を最小化するために PolyFlex™ TPU95 のアーマーを使用し、Wisconsin Robotics はホイールに Polymaker の PolyFlex™ TPU95 を使用しています。

3. Panchroma™ PLA

• 美的多用途性：グラデーションの半透明性、マット仕上げ、蓄光効果など、チームブランディングやステータス表示に適しています。

• 用途：カスタムコントロールパネル、LED付きエンクロージャ、競技用ロゴなど。

4. PolyMax™ PC

• 特性：耐熱性と耐衝撃性により耐久性のあるカメラマウントやセンサー用ハウジングに適しています。

ワークフロー：CADから競技まで

1. 設計：格子状インフィルやスナップフィットジョイントで重量最適化された部品をCADソフトで作成します。

2. 印刷:

   • Fiberon™ PA6-CF20：高いノズル温度とベッド温度、密閉チャンバーが必要です。

   • PolyFlex™ TPU95：層接着のために低めのノズル／ベッド温度と低速印刷を推奨します。

3. 後処理：PC部品は焼きなましで耐熱性を高める；Panchroma™ の表面は塗装前の仕上げのために研磨します。

ケーススタディ

• FIRST ロボティクス：チームは熱圧入インサートを用いたサイドパネルを3Dプリントして重量とスペースを節約します。

• デスレーサーズ：Polymaker がスポンサードする競技者は、TPU95 を使用した柔軟なアーマーが割れずに衝撃を吸収することを頼りにしており、本体には Panchroma™ カラーを含む多くの他素材も使用しています。

Tisket による Panchroma テーマのデスレーサー

なぜ FDM と Polymaker なのか？

• コスト効率：50ドルのスプールがはるかに高価なCNC加工部品の代わりになります。

• カスタマイズ性：ギア比やグリッパー設計を素早く変更できます。

• 性能：Fiberon™ 複合材は剛性対重量比でアルミニウムに匹敵します。

ロボティクス印刷の未来

連続繊維の統合や高温複合材料の進展により、FDMはより多くの最終使用部品を可能にします。Polymaker の Fiberon™ と Panchroma™ ラインはこの変化を体現しており、産業の要求を満たしつつ学生のイノベーターを力づけます。

FDMの手軽さとPolymakerの材料科学を融合することで、ロボティクスはすべてのギア、ガード、グリッパーが想像力によってのみ制約される時代へと入っています。