積層造形法及び切削造形法を利用したコンピュータ制御による製作の教材化に関する研究

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生産のオートメーション化や生産管理など、ものづくりを効率よく進めるためにコンピュータ制御はかかせないものとなっている。オートメーション化された現在の日本のものづくりを顧みたとき、コンピュータ制御によるものづくりは、現実的なものづくりを体感させる上で大変意義深い。そこで、積層造形法による3Dプリンタ及び切削造形法による3D切削加工機を使い、コンピュータ制御によってものが作られていく過程を学習する教材化を目指すこととした。授業実践に向けて、まず、生徒でも利用可能な3Dプリンタ及び切削加工機を調達した。次に、画像データを製作させるための3DCADソフト及び3DCGソフトの選択をした。ただ、中学生でも利用できる、日本語対応のソフトがほとんどなく、選択にかなりの時間がかかった。そして、学習時間や機器類等の性能等を考慮し、実現可能なカリキュラムを作成した。検証授業は3年選択授業を通して行い、その実践をもとに、必修授業での可能性を探っていくこととした。授業では、材料、3Dソフト、使用機器を替えて、3種類の作品を製作させた。切削加工機の材料は薄いアクリル板と厚いケミカルウッド、3Dプリンタの材料はABS樹脂を使った。切削加工機の性能が良くなかったため、ケミカルウッドを使った作品はほとんどできなかったが、アクリル板及びABS樹脂を使った作品はほとんどの生徒が完成させることができた。ただ、コンピュータ制御に重きをおいた授業を予定していたが、結果的に3Dソフトを使った図面の製作が中心となってしまった。また、機器の台数が少なく、製作に多くの時間を費やすので、授業内に完成させることはできなかった。必修授業での教材化に向けて多くの課題が確認されたが、一つ一つ解決して実現化を目指したい。