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ロボット技術活用論

第15回　業務支援2~3Dプリンタ概要~

（1年前） 2025/7/16

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3Dプリンターによるリハビリテーション自助具の製作｜浜松市 北斗わかば病院

３Ｄプリンタの主な分類

FDM方式（Anker Make M5｜Anker Japan）
SLA方式（HALOT-MAGE S 14K｜Creality）
FDM方式｜アルテック
SLA方式｜アルテック
項目FDM（熱溶解積層法）SLA（光造形法）
用途プロトタイプ、趣味、教育精密なモデル、医療用モデル、宝飾品
メリット安価、操作が簡単、材料が多様、
強度を保たせられる		高精度、滑らかな表面、細かい部分が再現可能
強度は低い
デメリット表面が粗い、精度が低い場合がある材料が高価、プリント時間が長い、手入れが大変
価格帯3万円〜50万円10万円〜100万円
３Ｄプリンタ　方式の違い

FDM方式３Ｄプリンタ　構造と原理

造形品質を大きく左右する3Dプリンタのキャリブレーションの重要性｜MONOist

FDM方式に必要な道具・材料一式

３Ｄプリンタで物づくりをする際には、以下の道具や材料が必要である。

  • ＰＣ一式:
    • 推奨仕様：
      • CPU：Intel Core i5 または Ryzen 5 以上
      • RAM：8GB（規模によっては16GB） 以上
      • GPU：VRAM容量6GB 以上
      • ストレージ：SSD 512GB 以上
      • OS：Windows 10/11、Linux
  • ソフトウェア:
  • フィラメント:
    • 推奨素材：PLA、ABS、PETG、TPU
    • 推奨メーカー：Creality、eSUN、ELEGOO、ANYCUBIC
Amazon.co.jp: HOZAN ホーザン 3Dプリンターユーザー向け工具セット S-301 : DIY・工具・ガーデン
  • 切削工具:
    • デバリツール：模型用ナイフ、カッター
    • ニッパー：プリント後のサポート材の切除に使用
  • 測定工具:
    • デジタルノギス：精密な寸法測定に使用
  • 接着剤:
    • 推奨製品：Super Glue、エポキシ樹脂接着剤
  • 清掃用品:
    • エタノール：プリントベッドの清掃に使用
    • マイクロファイバークロス：プリンタのメンテナンスに使用
  • 予備部品:
    • ノズル：定期的な交換が必要
    • ベッドシート：プリントベッドの交換用シート

代表的なフィラメント

どんな種類があるの？ フィラメントについて | Fabmart（ファブマート）

PLA（ポリ乳酸）

  • 特徴: 生分解性があり、環境に優しい。低温でプリント可能。臭いが少なく、扱いやすい。
  • 価格: 比較的安価。1kgあたり2,000円〜3,000円程度。

ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）

  • 特徴: 高強度で耐久性があり、耐熱性も高い。アセトン処理で滑らかな表面が得られる。
  • 価格: 中程度。1kgあたり2,500円〜4,000円程度。

PETG（ポリエチレンテレフタレートグリコール変性）

  • 特徴: 耐衝撃性があり、柔軟性と強度のバランスが良い。吸湿性が低く、透明性がある。
  • 価格: 中程度。1kgあたり3,000円〜4,500円程度。

TPU（熱可塑性ポリウレタン）

  • 特徴: 高い弾性と柔軟性があり、ゴムのような質感。耐油性や耐摩耗性に優れる。
  • 価格: やや高価。1kgあたり4,000円〜6,000円程度。

Nylon（ナイロン）

  • 特徴: 非常に高い強度と耐摩耗性を持つ。吸湿性が高く、プリントには乾燥が必要。
  • 価格: 高価。1kgあたり5,000円〜8,000円程度。

以上を用途や特性に応じて選択する。

例えば、PLAはプロトタイプや趣味のプリントに適しており、ABSは耐久性が求められる部品に適している。また、TPUは弾力性が求められる用途に、Nylonは高強度の機械部品に適している。

PLAの持続可能性

サステナブルなプラスチックで注目の「PLA樹脂」とは？カーボンニュートラルな生分解性エコ素材を解説 | サステナブルグッズ・アメニティ制作「SUSPRO」公式サイト
燃焼時のCO2の排出量が最低レベルと言われ、カーボンニュートラルナ性質を持つバイオプラスチックである「PLA樹脂」。土のなかの微生物による生分解が可能で、生産から廃棄まで環境への負担を軽減することができます。そんなPLA樹脂はどのように作られているのでしょうか。この記事では、生産の工程やサステナブルなポイント、グッズ制...
sus.i-goods.co.jp

１−１．３Ｄモデル作り

専用のソフトウェア（CADソフトウェア）を使用して設計。

モデリングのコツ

サポート（材）の付け方
Blenderのモデルを3Dプリンターで出力する方法｜注意点＆おすすめプリンター - Render Pool(レンダープール)
3Dプリンターの導入を検討している方向けに、Blender(ブレンダー)で制作したモデルを3Dプリンターで出力する際の手順や出力時の注意点、3Dプリンターで奇麗に出力するコツをわかりやすく解説します。
jp.renderpool.net
オーバーハングの対処

オーバーハング（Overhang）とは？綺麗に仕上げるコツ│3Dプリンター IT CUBE

https://tenagle.com/overhang/

参考

【初心者向け】世界一やさしいBlender入門！使い方＆導入〜画像作成までを徹底解説【最新版対応】

１−２．スライサー処理

3Dプリンタ用 スライサーソフト 「Ultimaker Cura」 が進化した！ | 趣味の自作模型飛行機

３Ｄモデルが完成した後に行う。３Ｄモデルを層状に分解し、３Ｄプリンタが理解できる形式に変換する工程。専用のスライサーソフトウェアを使用する。

  • フィラメントの種類
  • プリント速度
  • サポートの種類
  • ラフト、スカート、ブリムなどの有無と設定
  • 各充填率

などの設定を行う。

3Dプリンタの設定を追い込む!!　スライサーの役割と基本項目を学ぶ｜MONOist

参考

ラフト、スカートとは？│3Dプリンター IT CUBE

ラフト、スカートとは？
FDM方式の3Dプリンターでは、ラフト・スカートという機能があります。ラフトとは？スカートとは？どのような意味なのかをまとめています。またメリット・デメリット、剥がせないなどの成功例・失敗例もご紹介致します。
tenagle.com

ブリム(BRIM)とは？ 効果・メリット・デメリットのまとめ│3Dプリンター IT CUBE

ブリム(BRIM)とは？ 効果・メリット・デメリットのまとめ
FDM方式の3Dプリンターでは、ブリム（BRIM）という基本的な機能があります。ブリムとはどのような機能かを解説しています。役割やメリットなどもまとめています。
tenagle.com

１−３．プリント

３Ｄプリンタにデータを送信し、プリントを開始する。プリントには時間がかかることが多い。作るものの大きさ、充填率などにもよるが、完成品が出力されるまでに数時間〜数十時間かかることも。

プリント中は状態を確認し、問題が発生しないように注意すること。

よくある失敗と防止策

3Dプリンター出力のよくある失敗｜解決方法を解説 – 3D造形を学ぶ｜DDD FACTORY®

3Dプリンターでよく起こるトラブル｜原因と解決方法も伝授 - DDD FACTORY
3Dプリンター出力は、3Dデータをもとに造形ができるとても便利な加工方法です。 一方で、注意点もいくつかあり、気をつけなくてはトラブルに繋がります。 そこで本記事では、最も一般的な造形方式であるFDM方式での造形中に起こ...
www.ddd-factory.jp

設定・プリンタ能力の確認（ベンチマーク）

3Dプリンタのベンチマークに使う船の模型 | 3Dエンジン

3Dプリンタのベンチマークに使う船の模型
2015年から3Dプリンタのベンチマークとして使われている「船・ボート」の模型をご存知でしょうか？複数の3Dプリンタの精度の高さを比べる時に便利なので紹介しましょう。
3d-engine.deluxcombo.com

３Ｄプリンタ活用

活用のポイント

３Dプリンタで製作する⾃助具とその可能性について

https://www.techno-aids.or.jp/needsmatch/file04/2022-tky15.pdf

３Ｄプリンターで自助具 – 全日本民医連

全日本民医連 | ３Ｄプリンターで自助具
www.min-iren.gr.jp

3Dプリンタで作る自助具 | 福祉機器開発室

http://www.rehab.go.jp/ri/kaihatsu/suzurikawa/pdf/jijogu_WS_pamphlet.pdf

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感温性フィラメントを用いた事後的にカスタマイズが可能な3D プリント・スプリントの有用性検証

https://sig4dff.org/j4dff/2020/j4dff2020_04.pdf

事例

１．器具ホルダー

手や腕の機能が制限されている患者のために、器具を安定して持つことができるホルダーを作成。ホルダーは簡単に取り付けられ、対象者が自力で各種動作をする際のサポートとなる。

トロミックス – Toromix | ファブラボ品川 – FabLab Shinagawa

トロミックス - Toromix
www.fablab-shinagawa.org

miyography/SoundBuddy : Recipe

https://fabble.cc/miyography/soundbuddy

kiyoshi-utsu/断端部分を保護し、心地よく野菜がカットできる自助具 : Recipe

https://fabble.cc/kiyoshi-utsu/captaincook

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Jogzy/つめ切りエイド : Recipe

https://fabble.cc/jogzy/tumekiri-aid-1

２．スライダー

Mitsuharu-Matsuo/ArmSlider : Recipe

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３．ターンアシスト

鍵やレバーなどを回す動作が困難な患者のために、ターンアシストを３Ｄプリンタで作成。対象物に取り付けられ、大きな持ち手を提供することで、少ない力で回すことができる。

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https://fabble.cc/eijiito/rabbit-lever

４．ボトルオープナー

ペットボトルのキャップを開けるのが難しい患者のために、ボトルオープナーを作成。オープナーはキャップに簡単に装着でき、少ない力でキャップを回すことができる。

「投稿見聞録」　福岡県の川口さん、３Ｄプリンターでオープナー自作 : 読売新聞

https://www.yomiuri.co.jp/stream/article/19261/

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レポート2025

課題

  1. 今後開発されたら良いと考えられる介護ロボット・機器は、どのようなものでしょうか
    • 概要と理由を述べてください
    • そのロボット・機器を活用する場合の二元論を説明してください
      • 二元論の例：自由・不自由、権利・責任、痛み・快楽、便利・不便など
      • 活用する人は、誰の想定でも構いません
        • 例１：OTとしての立場で、そのロボット・機器を活用する場合の二元論
        • 例２：対象者としての立場で、そのロボット・機器を活用する場合の二元論
      • 一例：自動車の場合、ドライバーの立場で、善悪の二元論
        • 善：楽に長距離を移動したり、人々を乗せたり、重い荷物を運んだりできる
        • 悪：僅かな操作ミスで他者の命や自由を奪い、自他の人生を狂わせる
    • （可能であれば）上述の二元論の要素を共存させて、理想の活用姿勢を述べてください
      • 一例：自動車の場合、ドライバーの立場で、善悪の二元論
        • できるだけ、容易く事故を起こしたり、他者を傷つけたりしない操作を心がける
        • 人間には不注意や感情由来の失敗があり、他者が犯した過ちは自分もするかもしれないと受け入れる
        • 悪を拒絶したり恨んだり蔑むのではなく、教訓として取り入れていく
  2. 授業で取り上げた介護ロボット・機器の中から1つ選び、自身の立場で活用する方法を考えてください。
    • 家族に活用してもらう立場、将来の職場で活用する立場など
    • 理想（100%）の手段と、今できる（1%の）手段を述べてください
  3. 授業の感想･希望を記入してください

提出方法

下記、ＡかＢ いずれかの方法で、ご提出ください。

  • Ａ．紙で提出
    • 期限：2025/8/6㈬ 事務局受付時間まで
    • 場所：大学事務局
  • Ｂ．データで提出
    • 期限：2025/8/6㈬ 23:59
    • 場所：提出フォームから
      • 「第何回」部は「99」と入力
      • 「感想・コメントなど」は『特になし』などでＯＫ
      • 「レポート提出はこちら」へデータを添付してください
      • ※うまくいかない時は、下記Ｅメールへ江里口宛で提出
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