技術開発やQC手法などを総合的に学ぶことを目的として、社内の技術系若手メンバーでFab3Dコンテスト(エッグパッケージ)挑戦することを決める。許可を貰い本格的に始動。実験の創意工夫や社内の計測器の活用など技術者(プロ)として本気で取り組んだ。(8)MaterialsToolsBlueprintsMaking設計コンセプトのアイデア出し。目的は『卵1個を落下させて割れない』。●衝撃吸収タイプ――サスペンション――つぶれる(車のフロントの様に)――地面に刺さる。出力:吸収エネルギー(潰れ量、変位量など)●エネルギー保有タイプ――卵に均等に力を加える。●エネルギー変換タイプ――落下エネルギーを回転エネルギーに。Orderアイデア評価による設計コンセプト決定。:23点アイデア方向性の結論:内部では卵を守る。⇒外部の衝撃吸収を内部で補完。Order設計コンセプトの具体化。設計コンセプト―球体型衝撃吸収タイプ―のイメージ作成。<特徴>・プロペラ型やグライダー型のように落下時の姿勢や落下距離(が短いこと)による衝撃吸収機能の低下・喪失が無い。外側と内部の球体を繋ぐ柱が衝撃を吸収。・内部の球体の中では卵の周りに3Dプリンターで生成した緩衝材を封入し卵を守る。(・卵と同程度の大きさのモノの運搬用としても使用可能)<その他アイデア>・外側の外壁に穴をあけて空気が抜けるように穴をあければ重量が少なくて衝撃には有利かも。Order品質評価内容の決定。・"品質工学"を活用し、パッケージの『基本機能』を評価。「入力:落下高さ」として「出力:加速度(衝撃力)」を計測する。Order評価用"テストピース"を決定。突き出した足(柱)は18本。⇒確率からして地面には足(柱)が複数本当たるはず。⇒1本の足(柱)に真っ直ぐ過重がかかる場合が一番足(柱)にとって厳しい。足(柱)1本をテストピースとして評価することに決定。(1本が安定していれば18本全体でも安定する、はず)最適な足(柱)の形状を求めるため、様々な因子の効果を効率良く確認できる『直交表実験』を行うこととする。Order評価実験用の直交表L18を作成。0【9月27日】テストピース(パッケージの"足")の評価実験用に直交表(L18)を下記の因子で作成した。き(3Dプリンターでの製造時の積層向きによって、落下衝突時に加わる衝撃が変化する可能性がある)テストピースに加速度センサを取り付け、衝撃値「G」を計測する。Order簡易落下試験治具の作製+予備実験。0【10月20日】テストピースの落下実験用に簡易的な治具を作製した。社内にあった穴の開いた分厚いアルミ板に、釣り糸を通して、釣り糸に0.5m、1m、1.5mの地点に印を付けた。テストピースの真ん中には穴が開いているので、そこへ釣り糸を通して落とせば、真っ直ぐ落下させることが出来る。釣り糸をスポンジなどの柔らかいものにすれば、柔らかい落下地点も再現できる。今回はコーナンで比較的柔らかいスポンジゴムを購入して作製した。Comments簡易落下試験の予備実験。0予備実験用に作ったテストピースに、加速度センサー(ピックアップ)を取り付けて実際に落下させてみた。見直しが必要となった。Order簡易落下試験冶具の改良と確認。分厚いアルミ板やスポンジゴムそのままではテストピースの跳ね返りが大きくなってしまうので、テストピースとの衝突面は薄い鉄板とし、その下に柔らかいポリウレタンスポンジやスポンジゴムを敷いて跳ね返りに使用されるエネルギーを吸収できる構造にした。(薄い鉄板やポリウレタンスポンジはコーナンにて購入。冶具の総額は500円程度)今回改良した冶具で予備実験用のテストピースを1.5mの地点から落下させ、加速度が±24Gに収まることを確認した。この冶具で実際の落下実験を行う。Orderテストピース(パッケージの"足")の落下実験。0【10月22日】L18直交から設定された水準に対し、誤差因子である積層向き(縦・横)を加えて設計された36個のテストピース:足(柱)を使用して、各々落下実験を行った。※前回、冶具の改良を行った結果、落下地面の誤差因子を入れることが出来なくなった(衝撃面は鉄板のみとなった)ため誤差因子は"積層向き"のみとした。破損した2個のデータ(7行目・8行目)は取得できなかったため、L18直交表に対する逐次近似法にて予想の近似データとした)※L18直交表を使用することで、4374パターン×6回の実験を、18パターン×6回の実験数に効率化できる。これにより約8ヶ月かかるデータ取得を1日に短縮できた。Comments品質工学によるパラメータ設計。『A2・B1・C1・D1・E1・F2・G3・(H2)』と導き出した。感度(落下時の衝撃値)は約0.9倍になると推定される。これから再現実験用テストピースとエッグパッケージ(本体)を並行して製造する。OrderMサイズの卵の計測。0【10月24日】エッグパッケージを作製するにあたり卵の大きさを計測。家にあった卵6つをノギスで計測してバラつきを求めた。1、縦:57.6mm、幅:45.2mm2、縦:57.8mm、幅:43.7mm3、縦:58.9mm、幅:44.9mm4、縦:58.4mm、幅:43.7mm5、縦:59.7mm、幅:45.8mm6、縦:61.6mm、幅:45.2mm<結果>縦の平均:59.0mm、縦バラつきσ:1.36横の平均:44.8mm、横バラつきσ:0.79Mサイズの卵をほぼ全て入れられるパッケージとするため+3σで設計を考えると、縦:63.5mm、幅47.5mmの大きさの空間があれば問題ないことが分かる。Orderパラメータ設計のテストピース再現実験。0【10月26日】テストピースの再現実験を行った。感度(落下時の衝撃値)の利得は再現したが、S/N比(積層向きに対する安定性)に関しては再現性が無く、比較用(基準)としたテストピースと最適設計を行ったテストピースの差が殆ど無かった。再現性が無かったことに対する考察は別途行うとして、比較よりも最適の方が若干良い結果が得られているため、予定通り、最適値で最終パッケージの製造を進める方針とした。Orderエッグパッケージの最終設計。0【10月26日】パラメータ設計により、衝撃をより低減できるパッケージ外部の足(柱)の寸法値が決まったため、最終パッケージの形状が決まった。中央の球体には卵の大きさのバラツキに対し充分なφ70の空洞を設けており、そこに卵を入れる。そこへ緩衝材代わりとして、3Dプリンター動作時に必ず生成される糸状の樹脂(本来はゴミとして捨てられるもの)を卵の周りに敷き詰め、衝突時の衝撃を内部で和らげる。※本来、ゴミとしてただ捨てられる樹脂にも利用価値を見出せたことで資源の有効活用にも結び付いた。Orderエッグパッケージ落下試験の結果。社内の敷地内でエッグパッケージの落下試験を行った。