AMスキルギャップを埋める：教育セクターがアディティブマニュファクチャリングをどのように変革しているか

教育セクターは、新しい積層造形技術とプロセスの開発において、これまで以上に大きな役割を果たしています。大学が研究と生産の取り組みを促進するために3D印刷ラボをますます設立するにつれて、学生と学者の両方が、積層造形によってもたらされる新しい可能性を模索しています。では、教育セクターはどのようにAMを変革できるのでしょうか？

アディティブマニュファクチャリングがさまざまな業界に与える影響を調査するシリーズの一環として、本日、教育における3D印刷の現在のアプリケーションと、このセクターがAMをどのように変革しているかを見ていきます。

教育：AMスキルのギャップを埋める

アディティブマニュファクチャリングは現在スキル不足に悩まされており、これがAMの普及を阻む障壁の1つとなっています。より多くの大学が3D印刷ラボを備え、積層造形の学位を提供していますが、特にデザインの分野で次世代のAM専門家を育成することを目的とした学際的な教育プログラムは依然として不足しています。

ここで、大学や研究機関は、積層造形の特定の要求に対処する方法について学生を教育するために開発されたプログラムを開発することにより、スキルのギャップを埋める上で重要な役割を果たすことができます。たとえば、積層造形の設計には、積層造形の特異性のために、製品設計へのまったく新しいアプローチが必要です。したがって、次世代のAM設計者やエンジニアを育成するには、さまざまな添加剤技術、さまざまな材料、プロセスに関する考慮事項に関する知識が不可欠です。

このギャップを解決しようとしている大学の1つは、積層造形の設計上の考慮事項について学生を教育することを目的とした新しい修士プログラムを開始したラフバラ大学です。他の大学が独自のAM固有のプログラムを作成して実装すると、学生は、トポロジー最適化などの高度なツールを使用して設計段階を強化する方法など、積層造形の設計にアプローチする方法をよりよく理解できるようになります。

研究のための肥沃な土地

今日、高等教育機関は、新しい積層造形技術と材料に関する革新的な研究の最前線にいます。実施された研究の多くは、さまざまな業界にわたるアプリケーションの開発を促進することに大きく貢献し、製造業者がAMの利点を探求することを奨励しています。

より高速なAMシステム

関心のある重要なトピックの1つは、AMの速度と効率を向上させる方法です。 システム。昨年末、MITのエンジニアは、デスクトップFDM 3Dプリンターを同等のプリンターよりも10倍速く開発することで画期的な成果を上げ、FDM部品の製造に影響を与えました。同様に、シェフィールド大学は最近、高速金属焼結と呼ばれるものを開発しました。これは、レーザー溶融技術の生産速度を向上させることを目的とした、金属3D印刷の新しい方法です。

アディティブマニュファクチャリングの設計

ラフバラ大学は、幅広い研究活動を行うDfAMへの道を開いている1つの機関です。たとえば、大学は積層造形を使用した自動車部品の設計とカスタマイズに関する継続的な研究を行っています。さらに、この大学は、英国のアディティブマニュファクチャリングの主要なセンターの1つであるアディティブマニュファクチャリングリサーチグループを誇り、学際的な研究に広く使用されている最先端の3Dプリントラボを備えています。

資料

アディティブマニュファクチャリングの材料は、広範な研究が行われているもう1つの分野です。 現在、多くの研究機関や大学で進行中です。たとえば、フロリダ州立大学の高性能材料研究所（HPMI）とフロリダ州立大学工学部は、宇宙探査のための高度な3D印刷材料の可能性を探求するイニシアチブに参加しています。ハイブリッドおよびマルチマテリアル3D印刷の可能性に関する研究は、表面をかじっただけであり、AM用の新しい革新的なマテリアルの開発に大きな影響を及ぼしています。

高等教育における3D印刷の採用

教育セクター内の積層造形は、実践的な学習アプローチを提供することにより、学生の学習体験を豊かにする絶好の機会を提供します。

医療

3D印刷は、医学部で視覚的な3Dモデルを作成するために頻繁に使用されています 学習支援。たとえば、オーストラリアのマッコーリー大学とウエスタンシドニー大学は、解剖学的研究のために3Dプリントされた人間の骨を開拓してきました。 3Dオブジェクトは、デジタルモデルのみよりも優れた実例となる価値を提供するため、3D骨レプリカは、学生を学習プロセスに引き込むための優れた方法であるだけでなく、従来の方法で作成されたレプリカよりもはるかに安価に作成できます。ミネソタ大学医学部の泌尿器科は、3D印刷を使用する別の医学部です。この場合、学生が外科手術を練習し、特殊なツールの安価な代替品を作成するための解剖学的モデルを作成しています。

ロボット工学

3D印刷は、ロボット工学を教える上でも人気のあるツールです。たとえば、カリフォルニア大学の研究者は、3D印刷可能なデザインを備えた低コストの教育用ロボットキットを開発し、学生にカスタマイズの自由とロボット工学と電子工学を探索するための革新的なプラットフォームを提供しています。

アーキテクチャ

建築設計に3D印刷を組み込むことは、学生の学習経験を広げ、創造性を育むのに役立つもう1つのユースケースです。たとえば、オスロ建築デザイン学校（AHO）は、多くの創造的なアプリケーションで積層造形を使用しており、学生が3D印刷を通じて複雑な建築デザインを試すことを奨励しています。大学はまた、製品設計が添加剤技術からどのように利益を得ることができるかについての研究を行っています。

もう1つの例は、フロリダ国際大学の建築学部+芸術学部のCARTAイノベーションラボです。そこで、建築の学生は3Dプリンターを使用して、建物を再想像し、新しいデザインの可能性を探ることができます。

プロセスの自動化

大学や研究機関での積層造形の使用が拡大するにつれて、学生や研究スタッフはデザインの作成を要求できるようになりました。ただし、需要の増加は、3D印刷要求の手動管理が非効率的で面倒になる可能性があることを意味します。

需要の増加に伴い、大学や研究機関内の3D印刷ラボでAMワークフローを自動化する必要が生じています。教育セクターのニーズに合わせたワークフロー管理ソフトウェアは、リクエストの自動処理やコスト計算、リアルタイムの追跡、自動ファイル作成など、さまざまなメリットを提供します。たとえば、AHOはAM部門内にRPプラットフォームの自動化ソフトウェアを実装し、それを使用して生産前の段階で効率を高め、生産と追跡の要求を管理しています。

教育–積層造形の重要な分野

高等教育機関とOEMの間のコラボレーションは、スキルのギャップを狭めることからAMの新しいトレンドを構築することまで、積層造形に莫大な報酬をもたらすことができます。実際、積層造形が真に繁栄するためには、OEMと製造業者は、大学とともに、次世代のAMプロフェッショナルのトレーニングにおいて重要な役割を果たします。

AMシステム、材料プロセス、およびその他の添加剤製造の分野に関する継続的な研究により、大学や研究機関が理論と実際の実装の間のギャップをうまく埋める上で重要な役割を果たし続けることは明らかです。

これは私たちの3番目です 業界およびAMシリーズ —AMの状態に関する前回の記事をチェックしてみませんか 医療業界への影響 ？