理系にゅーす

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1: 2019/03/01(金) 14:26:07.97 ID:CAP_USER
最新の積層造形ソリューションが、円筒形のボールジョイントを画期的形状に変えた。回転性など必要な機能や強度はそのままに、重量を3分の1に削減。製造時間の大幅な短縮もできた。

 これは金属技研が本格化した金属積層技術による受託製造事業の成果。既存の製造技術の限界を超えて、軽量化や部品一体化、高付加価値化した金属部品を製造する。積層造形に関して、製造前の設計から製造、加工、品質検査にいたる全工程を一貫して手がける同社だけが提供できるトータルソリューションが、独自の高付加価値部品を生み出している。

■積層造形のトータルソリューションが可能な理由

 金属技研は熱処理技術を中核に、ろう付けや溶接、成形、機械加工までの技術を総合して持つ金属加工のエキスパート。中でも高温・高圧による加圧加工で焼結材や鋳造品の内部欠陥除去や同・異種材料を拡散接合するHIP(熱間等方圧)の技術では、航空機関連や半導体分野など高水準の品質が求められる領域で実績を上げてきた。

 そうした同社が新たに注目し、技術蓄積を進めたのが積層造形技術。電子ビームやファイバーレーザーで金属粉末を溶解し、凝固させて金属部品を製作する。複雑形状や高強度金属などの製造を可能にし、緻密な3D形状を造形する。特殊工程・加工技術を網羅する同社が、最先端の造形技術を取り込みトータルソリューションを提供している。

 まず造形前にユーザーが部品に望む特性や機能に応じた最適形状や、積層造形でしか実現できない形状を提案。シミュレーションでそれらを検証する。使用する金属粉末も、粒度分布や動的流動性、混合履歴などまで徹底管理。これらは量産時の再現性、特性均一性に大きく影響する。

 積層造形後も必要な熱処理や、HIP処理による内部欠陥除去も施せる。さらに内部粉末除去やサポート除去、仕上げ機械加工も同社の得意分野だ。こうして作り上げた部品の寸法確認や内部欠陥確認、リーク検査、耐圧試験といった品質検査も長らく手がけている。

 これまで積層造形での製造を検討した企業は「積層造形」「熱処理・HIP処理」「機械加工・仕上げ」「品質検査」の各工程をそれぞれ異なる企業に依頼するケースが多く、そのためトラブル解消や品質向上が進まないケースが多かった。しかし、金属技研は「事前形状検証」「粉末管理」まで含めて全工程の一貫体制を持つ。

続きはソースで

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MTC Additive Manufacturing https://youtu.be/UTu5hmRuZis



https://newswitch.jp/p/16480
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引用元: 製造技術の限界超えた!金属加工のエキスパートが磨き上げた積層造形ソリューション[02/28]

製造技術の限界超えた!金属加工のエキスパートが磨き上げた積層造形ソリューションの続きを読む

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1: 2019/02/21(木) 19:36:46.58 ID:CAP_USER
 所沢テック(埼玉県所沢市、石川実男社長)は、鉄筋同士を効率的かつ強固に溶接できる「TW溶接継手工法」を開発した。2本の鉄筋をつなぐ当て金の形状を工夫したことで、溶接材料が必要な箇所まで確実に溶け込み、高い溶接強度を実現するとともに、溶接時間を大幅に短縮できる。すでに複数の建築案件での採用が決まっており、初年度20件の受注を目指す。

 継ぎ手となる半円形の当て金の内側を湾曲させたことで、丸棒の鉄筋の接合部との間に広い隙間ができるようにした。そこに溶接材料がより多く入り込み、鉄筋と当て金が確実に接合される。所沢テックによると、既存の当て金は平たんで湾曲がない分、隙間が小さくなるため、溶接材料の溶け込み量が少ない上、温度上昇も不十分になることから、溶接不良を起こしやすくなっていた。

 TW溶接継手工法では溶接強度が大幅に向上。溶接した継ぎ手部分を折り曲げることもできる。さらに、当て金の表面に600度Cで焼ける塗料を付与。

続きはソースで

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https://newswitch.jp/p/16561
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引用元: 【溶接技術】溶接時間はわずか1-2分、鉄筋同士を強固につなぐ新工法 所沢テックが開発[02/21]

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1: 2019/02/25(月) 15:03:32.65 ID:CAP_USER
はるか遠い宇宙の、さらに一番遠いところについて。

月面着陸や火星旅行...「いつか宇宙に行ってみたい!」という想いは、誰もが一度は抱いたことがあるのでは? なかには「いままで誰にも打ち明けたことがないけれど、じつは宇宙の果てのことも気になっていたんだ...」なんて人もいるかもしれません。

今回のGiz Asksでは、そもそも“宇宙の端っこ”とはどこなのか、そこには何があるのか、宇宙の果てにたどり着いたらどうなるのか...などなどの素朴な疑問について宇宙論、物理学の専門家に聞いてみました。

キーワードはやはり、ビッグバン。宇宙の果てまで想いを馳せると、気になるのは“観測可能な宇宙”のさらにその先のこと。誰も知らない、見たことがない世界だからこそますます興味深いわけですが、そもそもわたしたちに答えを知る術はあるのか...。宇宙には端っこがあるのかないのか=宇宙は有限なのか無限なのかという大きなテーマにぶつかります。宇宙のはるかか彼方を考えるうえで、時間との関係性も忘れちゃいけません。

■1. 宇宙の果て=観測の限界

カリフォルニア工科大学物理学研究教授 。とりわけ量子力学、重力、宇宙論、統計力学、基礎物理の研究に従事。

私たちの知る限り、宇宙に端はありません。観測できる範囲には限りがあるので、そこがわたしたちにとって“宇宙の果て”になるといえます。

光が進むスピードが有限(毎年1光年) であるため、遠くのものを見るときは時間的にも遡ることになります。そこで見られるのは約140億年前、ビッグバンで残った放射線。宇宙マイクロ波背景放射とよばれるもので、わたしたちを全方向から取り巻いています。でもこれが物理的な"端"というわけではありません。

わたしたちに見える宇宙には限界があり、その向こうに何があるのかはわかっていません。宇宙は大きな規模で見るとかなり普遍ですが、もしかすると文字通り永遠に続くのかもしれません。もしくは(3次元バージョンの)球体か円環になっている可能性もあります。もしこれが正しければ、宇宙全体の大きさが有限であることにはなりますが、それでも円のように始点も終点も端もないことになります。

わたしたちが観測できないところで宇宙は普遍的でなく、場所によって状態が大きく異なる可能性もあります。これがいわゆる多元宇宙論です。実際に確認できるわけではないですが、こうした部分にも関心を広げておくことが重要だといえます。

■2. 宇宙に果てはない

プリンストン大学物理・天体物理科学教授。宇宙の起源と進化など宇宙論の研究に従事。

(上に)同じく、宇宙には果てなるものがないと考えられるでしょう。

各方面に向かって無限に広がっているか、おそらく包み込むかたちになっている可能性が考えられます。いずれにしても、端はないことになります。ドーナッツ表面のように、宇宙全体に端がない可能性があります(が、3次元での話です。ドーナッツ表面に関しては2次元なので。)このことはつまり、どんな方向に向けてロケットを飛ばしても良いことになりますし、長いあいだ彷徨ったあげく元の地点に戻ってくることも可能だということになります。

実際に見える宇宙の範囲として、観測可能な宇宙と呼んでいる部分もあります。その意味では、宇宙の始まりから私たちのもとへ光が届くまでの時間がなかった場所が端になります。もしかするとその向こうはわたしたちの身の回りで見られるものと同じ超銀河団で、無数の星や惑星が浮かぶ巨大な銀河であるかもしれません。
■3. 宇宙の果て=もっとも古い光のなかに見える何か

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校物理・天文学助教授。天体物理学、宇宙論の研究に従事。

宇宙の端をどう定義するかにもよります。光のスピードが有限であるため、宇宙の果てを見つけようとすると時間を遡ることになります。アンドロメダ銀河を見るとき、現在の様子こそわかりませんが、アンドロメダの星が光を放射したのを望遠鏡で観測することができたため、約250万年前に起きていたことはわかります。

わたしたちに見えるもっとも古い光は、もっとも遠いところから届いています。そのため宇宙の果てというのはある意味、わたしたちに届くもっとも古い光のなかに見える何かなのかもしれません。すなわち、ビッグバン後かすかに残存する光、宇宙マイクロ波背景放射です。光子が熱い電離プラズマ内の電子間を飛び交うのをやめて地球に流れはじめたことから最終散乱面とよばれていますが、これこそが宇宙の果てだともいえるでしょう。

いま、宇宙の果てに何があるのか。その答えは、わかりません。何十億年も先の未来まで、光が届くのを待たなくてはならないのです。それに宇宙はますますスピードを上げながら膨張しているので、わたしたちはいまの段階では推測することしかできないのです。広い意味で私たちの宇宙はどこから見ても同じように見えます。おそらくいま観測可能な宇宙の端から宇宙を見ようとすると、わたしたちがここから見ているのとほぼ同じ宇宙の様子が見えるはずです。このため、宇宙の果てから見えるものは単純に、より大きな宇宙、銀河、惑星なのだと推測できます。同じような疑問を抱く生命体だって存在するかもしれませんね。

続きはソースで
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引用元: 【物理学】宇宙の果てには何があるの? 専門家に聞いてみた[02/24]

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1: 2019/01/31(木) 15:04:28.07 ID:CAP_USER
【1月30日 AFP】
毎朝寝坊しないで起床することがどうしてもできないと感じるなら、それを自分の遺伝子のせいにできる可能性があることが、最新の科学的研究で明らかになった。

 人が「早起き型」や「夜更かし型」になる要因の追究を目的とする今回の研究は、この種のものとしては最大規模。DNA検査を提供するウェブサイト「23andme」と英国の「バイオバンク(血液や病気、遺伝子などのデータを収集・管理するシステム)」で収集された、70万人近くの遺伝子データを分析した。

 英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)に発表された研究を率いた、英エクセター大学医学部(University of Exeter Medical School)のマイケル・ウィードン(Michael Weedon)教授は、「朝型人間か夜型人間かは、少なくともある程度は、遺伝的要因によって決まることを確認した」として、研究の重要性を指摘した。

 研究者らの間ではこれまで、寝起きの時間に関連する遺伝子が24個あることが知られていたが、最新研究では、さらに327個の遺伝子が関与していることが判明した。

 さらに、より遅い時間に眠る遺伝的傾向を持つ人ほど、統合失調症などの精神衛生上の問題を抱えるリスクが高いことが、今回の分析で明らかになった。だが、この関連性を理解するためにはさらに研究を重ねる必要があると、論文の執筆者らは注意を促している。

 今回の研究の初期段階では、「朝型人間」か「夜型人間」かを自己申告した人々の遺伝子を分析した。「朝型」や「夜型」という用語は人によって異なる内容を意味する可能性があるため、研究チームは活動量計を使用している小規模の参加者集団を対象とする調査を実施した。

続きはソースで

(c)AFP

http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/8/4/320x280/img_8494da5520fb28be7aeeb32c881cb607134288.jpg

http://www.afpbb.com/articles/-/3208824
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引用元: 【医学】朝起きられないのは遺伝子のせい? 関連遺伝子327個を新たに特定[01/30]

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1: 2019/01/22(火) 14:02:02.52 ID:CAP_USER
自動運転カー(自律走行車)が普及すると、交差点での無駄がなくなり待ち時間解消によって効率化が進むと考えられてます。それだけでなく、道路上の自動車が増え過密化することで全体のペースが大きく下がるという現象が解消されたり、理想的な道路選択をサポートすることで、交通渋滞が劇的に解消するということがStanford Artificial Intelligence Laboratory(SAIL)の数学的な検証によって示されています。

Altruistic Autonomy: Beating Congestion on Shared Roads | SAIL Blog
http://ai.stanford.edu/blog/altruistic-autonomy/

以下のグラフは理想的な道路交通条件を研究するFundamental Diagram of Traffic(FDT)において作成された道路交通状態を表すグラフで、縦軸に道路上のある地点を1秒間に通過する自動車の数(flow)、横軸に1メートルあたりに存在する自動車の数(density)をプロットしたもの(FDT1)です。グラフが山のような形状を持ち、右肩上がりの青色部分と右肩下がりの赤い部分になるのが特徴です。
https://i.gzn.jp/img/2019/01/21/altruistic-autonomy-on-road/a01_m.png

上記FDT1の内容を説明すると、原点は道路上に自動車が0台の状態で、周りを走る自動車がないため最高速度でスイスイ快適に走ることが可能です。自動車の数が増えたとしても十分なスペースがある青色部分の間は全車が最高速度で快適に走ることができるので、自動車の台数(densityと等価)に比例してflowも高まっていきます。

しかし、自動車が走行する場合、一般的に前を走る自動車との間に最低2秒分の距離をあける必要があります。これは前方の車両が急ブレーキをかけても事故を起こさないように最低限必要となる車間距離で、自動車の数が増えてdensityが増えるとすべての自動車が2秒間隔では走れなくなるポイント(飽和点)に到達します。これが上記グラフの山の頂上であり、車間距離で2秒分を保つためには道路上の自動車は台数が増えるとともにスピードを落とさざるを得なくなります。そのため、densityが飽和点を超えるとflowは右肩下がりの状態(赤色部分)になってしまいます。

以下のグラフは縦軸に道路上のある地点から別の地点移動するのにかかる待ち時間(latency)、横軸にflowをとったグラフ(FDT2)。青色部分では、前車が最高速で走行できるためlatencyは一定です。ただし、飽和点に到達すると速度が低下することでlatencyは上昇してしまいます。なお、飽和点以降の赤色部分はflowも低下していくので、グラフは双曲線状になります。つまり、飽和点を境として自動車の台数が増えるほど、目的地への到達時間が長くなることがわかります。
https://i.gzn.jp/img/2019/01/21/altruistic-autonomy-on-road/a02_m.png

現実世界では自動車は全車が一定速度で走るわけもなく、車間距離もまちまちであるため上記2つのグラフは理想状態の理論値ですが、自動車の数が増えるとある時点で急に目的地まで到達するのにかかる時間が長くなり始めるという特徴は理解しやすいといえます。

さらに、現実の世界では「利己主義的」な人間の特性のため、道路交通にはより複雑な力学が働くことになります。ロサンゼルスのBeverly Hillsからthe Valleyに自動車で移動する場合を検討してみます。経路は3通りあり、最短経路の「Coldwater」なら25分、「ハイウェイ405号線」なら30分、距離の長い「Laurel」なら35分かかります。
https://i.gzn.jp/img/2019/01/21/altruistic-autonomy-on-road/a03_m.png

続きはソースで
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引用元: 【数学】〈ゲーム理論〉渋滞の原因を数学的に分析すると自動運転カーの登場で移動にかかる時間が減る理屈がよくわかる

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1: 2018/12/27(木) 16:14:46.90 ID:CAP_USER
これまで数十年にわたりホンダ・シビックに乗り、年間10万マイル(16万km)を飛行機で移動していて「自動車と飛行機に対して敵意はない」という科学者のヴァーツラフ・スミル氏が、高速鉄道のエネルギー効率の良さを説いています。

Fast Trains Are Energy Efficient (And Fast) - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/transportation/mass-transit/fast-trains-are-energy-efficient-and-fast

スミル氏が愛用するシビックの場合、街乗りで1人の乗員が移動するのに必要なエネルギーは1kmあたり2メガジュール(MJ)。2人で乗るなら、1人あたりの必要エネルギーは半分の1MJに減ります。車に比べると飛行機は驚くほど効率的で、1人・1kmあたりの必要エネルギーは1.5MJ未満に抑えられています

しかし、それよりもさらに効率的なのが鉄道です。乗客が多い地下鉄という想定下での1人・1kmあたりの必要エネルギーはわずかに0.1MJ未満です。都市間移動に使われる高速鉄道でも効率性は悪くなく、新幹線の場合で0.35MJ、より設計が新しいフランスのTGVやドイツのICEで0.2MJといずれも飛行機よりも圧倒的に低く、効率がいいことを示しています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/27/fast-train-energy-efficient/01.png

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181227-fast-train-energy-efficient/
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引用元: 【効率】鉄道のエネルギー効率は自動車や飛行機を圧倒的に上回る[12/27]

鉄道のエネルギー効率は自動車や飛行機を圧倒的に上回るの続きを読む

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