ボストン大学のEPICラボでは、Formlabs製の3Dプリンターを10台導入し、教育、研究、学生クラブ、個人的なプロジェクトに活用しています。
ボストン大学キャンパスの中心部近くにある低層ビルの開放的なスペースには、3Dプリンターがずらりと並び、静かに作動しています。長いガラス張りの壁の外では路面電車が走り、その内側では研究者、専門スタッフ、学生が最先端のテクノロジーを駆使して熱心に取り組んでいます。
ボストン大学工学製品イノベーションセンター（EPIC）は、フライス盤、ロボット工学機器、そしてもちろん3Dプリンターなど、製造設備がぎっしり詰まった15,000平方フィートの施設です。このラボは工学部と密接に連携していますが、ボストン大学コミュニティ全体が利用できます。EPICの使命は、学生が工学、デザイン、製造の分野で成功するための実践的なスキルとインスピレーションの両方を提供することです。学生は、プロジェクトベース学習と継続的に進化するカリキュラムを通じて、理論と実践を結びつける機会を得ます。
イノベーションセンターは大学内でどのように活用されていますか？
機械工学実践教授でありEPICディレクターであるアンナ・ソーントン博士によると、EPIC施設内で学生と教員が3Dプリンターやその他の製造設備を使用する主な目的は4つあります。
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授業課題：
医学部から機械工学部まで、大学全体の学部が実践的なプロジェクトを行うためにEPICに学生を連れてきます。この授業では、機械工学の学生は、工学教育でしばしば見落とされがちな、プロトタイプから最終製品までのプロセスについて学びます。製造のための設計（DFM）、妥当性確認のためのテスト、外部委託と社内製造のコスト効率分析などのトピックが教えられます。この授業では、学生はEPICラボのFormlabs 3Dプリンターを使用して、自身の製品設計のためのツールを製造することがよくあります。
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研究：
研究者、研究助手、学生は、テスト用の部品や治具の製造など、3Dプリンティングを研究に応用するという創造的なアイデアを持ってEPICを訪れます。ラボごとに形式は異なりますが、学生を含むEPICのスタッフは、製造技術に関する専門知識を提供できます。
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クラブ活動：
ロボット工学からロケットまで、学生クラブは常にEPICの設備を実用的に活用しています。フォーミュラ・スチューデントのようなレーシングチームは、実際に性能面で機能する部品を製造・テストしているため、大学キャンパス内の製造施設やイノベーションセンターを最も高度なレベルで利用するグループです。
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個人的なプロジェクト：
レーザーカッターで家族へのプレゼントをカットするためにEPICを訪れる学生もいれば、学内の起業家支援センターであるBUild Labを通じて、製品のアイデアをプロトタイプに発展させるためにEPICを訪れる学生もいます。どのような動機であれ、これらのプロジェクトは、学生が結果を念頭に置いてスキルを考え、プロジェクトベースの学習を実践することを可能にします。
ソーントン博士は、EPICでのプロジェクトが授業と関係なくても、学生は現実世界の実践を通じてつながりを感じると述べています。例えば、金型設計は流体力学の知識を応用し、それを強化します。鋳造は熱力学の実践です。授業の課題と実践的なプロジェクトの間に、学生自身がこのように結びつきを作る機会を提供することで、彼らは理論をより永続的かつ具体的に記憶することができます。
EPICのスタッフは、あらゆる学部の学生や大学職員からの依頼に応じて部品を成形します。
FormlabsとEPICのつながり
FormlabsはBUから数マイル離れた場所に本社を置いており、両組織にはいくつかのつながりがあります。BUの学生はFormlabsでインターンシップを行ったり、フルタイムで働いたりしており、BUの教授の一人はFormlabsで機械工学チームを率いた後、教職に戻り、彼と彼の学生は定期的にEPICのスペースを利用しています。
EPICにはFormlabs製のプリンターが10台あります。メインのラボスペースには、Form 2 SLAプリンターが5台、Form 3プリンターが2台あります。地下の増築棟には、積層造形とソフトロボティクスの大学院課程で使用される3台の追加のプリンターがあります。
さらに、研究グループが自分のラボにプリンターを置きたい場合に備えて、キャンパス内の個人作業スペースにもプリンターが設置されています。
EPICの主要スペースでは、学生のプロトタイプや金型にClear Resin、Grey Pro Resin、Durable Resinが主に使用されています。一方、地下の増築棟では、ソフトロボティクスコースのためにElastic 50A Resinが多用されています。
さらに、このラボには他の種類の材料も多数あり、特定の学生プロジェクトで耐熱性などの高度な機械的特性が求められる場合には、特殊なレジンも用意されています。
EPICのラボにはFormlabsの材料が豊富に揃っています。学生やスタッフが透明性などの特定の特性を必要とする場合、他の種類の3DプリンターではなくFormlabsを選択することがよくあります。
学生やスタッフが滑らかな表面を持つ部品を必要とし、後処理のステップを最小限に抑えたい場合、彼らは他の製品よりもFormlabsの製品を選択する傾向があります。彼らはしばしばFormlabs 3Dプリンターを使用して、最終的にはラボにあるいくつかのフライス盤で加工される機能部品のプロトタイプを作成したり、鋳造プロセスで使用される金型や金型原型を3Dプリントしたりします。
ソーントン博士は、学生がFormlabsの3Dプリンターを使用するのは「製品のアイデアをテストする必要がある場合、または部品の形状が従来の加工方法で製造するには複雑すぎる場合」だと述べています。
次世代を見据えた社会変革
EPICには、常勤スタッフと業界の専門家からなる諮問委員会に加え、学生諮問委員会があります。ソーントン博士は、大学院生と学部生からなる多様なグループが、このスペースを学生がより快適に感じる場所にすることを目指して、いくつかの取り組みを進めていると評価しています。
彼女は「彼らは、学生がこの施設を利用する際の抵抗感やためらいを減らすのに尽力しています。キャンパス内のさまざまなグループを代表する人々と、より多くの関わりを持つことができるように手助けしてくれます」と述べています。
このような努力は、物理的なスペースの変更とプログラムの変更の両方を意味します。
スペース改善の一例として、学生諮問委員会は、ラボの近くに性別を問わず利用できるトイレの設置を推進しました。これにより、すべての学生が不便なく何時間もプロジェクトに取り組むことができます。
また、彼らはラボの入り口にあった不透明な仕切りを取り除き、低い高さのキャビネットを設置することを推奨しました。
学生ラボスタッフと学生諮問委員会は、EPICと学生を密接に結びつける上で重要な役割を果たしています。
プログラム変更の一環として、学生諮問委員会はプロセスではなく結果に焦点を当てたワークショップの開催を提案しました。例えば、フライス盤の使い方を学ぶワークショップに参加する代わりに、学生は自分でフィジェットトイを設計し作成するように奨励されます。
結果に焦点を当てることで、自分がエンジニアになるとは考えていなかった人々でさえ、新しいテクノロジーを学ぶことが身近に感じられるようになります。自分の手で何かを作り上げたときの誇りは、より普遍的なものです。
ソーントン博士と彼女の同僚は、次世代のために工学と製造業におけるジェンダーと人種の不均衡を減らすことの重要性を深く認識しています。彼ら自身も産業界での経験からこれらを経験しており、学生は多様性、公平性、インクルージョンを促進するための積極的な努力を期待しています。
工学やテクノロジーの学習をこれまで奨励されてこなかった学生グループに、どのような支援活動を行うべきかを知ることは困難ですが、これこそが学生諮問委員会の価値です。
「学生たちは、私たちと彼らの友人たちがどのように繋がるべきかを、彼ら自身の言葉で教えてくれます。」
工学系大学院への非伝統的な道のり
また、BUは、工学以外の学士号を取得した人々にも、工学および製造業で有利なキャリアパスを開くことで、従来のモデルとは異なる組織となっています。
BUは、20代から30代で工学以外の分野で学士号を取得した社会人向けに、LEAP（Late Entry Accelerated Program）と呼ばれる修士課程を提供しています。
これらの学生は、学部生と一緒に主要な授業を受講して前提条件を満たし、その後、工学修士号の取得を目指します。
BUには、学部で工学を学ばなかった工学系大学院生のためのプログラムがあります。
LEAPの学生は全員、授業を通してEPICを知り、授業が終わった後もEPICで利用できるさまざまなリソースを探して利用し続けています。
ソーントン博士は「私はLEAPの学生が大好きです。彼らはここにいることにとても興奮しており、あらゆる機会を捉えて参加しようとします」と述べています。
特にこれらの学生にとって、EPICは教員やスタッフとの密接な関係を築くのに役立ち、就職活動中のネットワーク作りを支援します。
ソーントン博士は「彼らの学歴は伝統的な道筋ではないかもしれませんが、素晴らしいスキルを持っています」と述べています。
イノベーションの促進と未来への準備
3Dデザインと3Dプリントのスキルを持つ専門家の需要は、毎年飛躍的に増加しています。
LEAPなどのプログラムやBUの工学課程のような伝統的なカリキュラムを通じて、卒業生はCAD、積層造形のための設計、学際的思考、3Dプリントプロセスの最適化から培われたスキルを携え、革新的な新しい方法で有意義な貢献をする準備ができた状態で労働市場に参入します。
BUのEPICが実践しているように、Formlabsのプリンターを使用することで、幅広い材料ライブラリ、最終用途に適した表面仕上げ、堅牢な機械的特性により、最も多様な3Dプリント用途に対応できます。
このような3Dスキルの専門家の割合が増えるにつれて、製造業、工学、製品設計、医療、その他の分野の未来は、これまで以上に3Dプリントと密接に結びついていくでしょう。
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