【MIM技術伝道士の深すぎるブログ from 2017】
【珈琲ブレイ句】タグチメソッド（品質工学）とベイズ最適化の関係性を、簡単にまとめました。
両者の関係性
《ベイズ最適化の強み》 過去のデータや物理シミュレーションを学習し、多次元空間の「未知の交互作用」を推測しながら、最小の実験回数でピンポイントな最適解へ到達する。
《品質工学の強み》 単なるピーク（山頂）探しではなく、製造ロットブレや環境変化（誤差因子）に耐える「なだらかな、崩れない山（ロバスト・頑健なシステム）」を作る。
現代の製造業データサイエンスでは、ベイズ最適化という強力な「探索エンジン」のなかに、タグチメソッドの「誤差因子を織り込んでロバスト（頑健）にする」という思想をどうアルゴリズムとして組み込むか、という方向で両者の融合が進んでいる。
天国の田口玄一先生に直接聞いてみたいテーマです。聞いてもほとんど理解できないけど・・・。
関連BLOG：タグチメソッド・パラメータ最適化とベイズ最適化の比較
「なぜLÖMI 溶媒脱脂装置は、溶媒にノルマルヘキサンを選んだのか」をテーマにその理由を考えてみました（私見です）。
塩化メチレン、パークロロエチレン、ノルマルヘキサンで比較しています。
《理由１：バインダー構造との相性（HSP値の適合性）》
MIMバインダーの溶解性は、単一の鉱物油に対する攻撃力の強さである「Kb値」だけで決めるのではなく、溶かす樹脂の極性に近い「溶解度パラメータ（HSP値）」が決定打となります。ノルマルヘキサンのKb値は塩化メチレンに及びませんが、バインダー成分としてEVAを使っている場合、ヘキサンだけが、EVAとの相性が非常に良く、成形体の保形性を維持しながら、効率的に抽出・脱脂することができます。
《理由２：抽出速度（拡散性）の向上》
ノルマルヘキサンのKb値は塩化メチレンに及びませんが、沸点が高いため、50℃程度に加温して処理を行うことで、溶媒の拡散性が高まり脱脂速度は飛躍的に向上します。
仮にEVAを配合しないMIMバインダーであれば、処理温度を90℃程度まで上げられるパークロロエチレンの溶解性が最も良く、次いで塩化メチレン、ノルマルヘキサンの順になります。しかし、下記の総合評価によってノルマルヘキサンが選ばれています。
《理由３：資源の100%内製リサイクル（経済性と品質の安定）》
ノルマルヘキサンは蒸留再生が容易で、装置の構造もシンプルにできます。蒸留すれば約90%のヘキサンを新品同様のクリーンな液として回収・再利用が可能です。
装置内で手軽に蒸留再生ができれば、常に新鮮なヘキサンを脱脂槽に供給できるため、脱脂プロセスの時間や仕上がり品質を一定に保つことができます。
《理由４：安全性の克服（防爆技術の確立）》
ノルマルヘキサン最大の欠点は、引火点が極めて低い（約 -22℃）点です。しかし、LOMI装置は、欧州の厳格な防爆規格である「ATEX認証」をクリアし、「溶媒脱脂・乾燥・溶媒再生」を密閉一体化させた革新的な安全システムを開発・提供することで、このリスクを完全に克服しています。
《理由５：環境・人体への毒性リスクの低減》
塩化メチレンは、高い発がん性リスクや環境負荷、厳しい法規制が大きな課題となります。一方、急性毒性（致死量）のモノサシで比べると、ノルマルヘキサンは塩化メチレンより約12倍〜15倍安全（毒性が低い）であり、現場の作業環境改善の観点からも極めて有利です。
【珈琲ブレイ句】LÖMI 溶媒脱脂装置を宣伝しているわけではありません。素晴らしい製品化技術を教材として学んでいるだけです。私の現役時代は、自社で溶媒脱脂・蒸留再生装置を作っていました。また、独立して２年間、都立大学でお手伝いをした時も、自分で蒸留装置を作ってn-ヘキサンを蒸留再生していました。大学の実験装置（ストレージャー、フラスコ、ラバーヒーター、温調器、螺旋銅管、ブロアー他）で、溶媒脱脂・蒸留再生ができるのです。この「扱いのシンプルさ」こそが、工業生産においてヘキサンが選ばれる隠れた最大の理由なのかもしれません。
バインダージェット「EX-ONE」による工具鋼M２を使った積層実験論文（2024年）をまとめました。工具鋼として必要な焼結体組織の健全性という切り口で深く研究されています。たいへん勉強になるすばらしい研究論文です。
参考文献：「Additive manufacturing of AISI M2 tool steel by binder jetting (BJ): Investigation of microstructural and mechanical properties」、Journal of Manufacturing Processes 132 (2024) 686–711 、Amit Choudhari 、Mechanical Engineering Department, Cleveland State University, Cleveland, OH, USA、他
粉末：SANDVIK社（米国）ガスアトマイズ法、AISI M2 HSS粉末、平均粒径10μm
バインダー：Aquafuse (BA005) 水性バインダー
BJT：EX-ONE
1. 積層（印刷）プロセスの最適条件
• Layer Thickness（積層厚み）: 50μm
• Binder Saturation（バインダー飽和度）: 70%
• Oscillator Speed（オシレーター速度）: 2,700 rpm
• The recoating speed（リコート速度）: 24 mm/s
• Roller Rotation Speed（ローラー回転速度）: 250 rpm
• Roller transverse speed（ローラー移動速度）: 24 mm/s（リコート速度と同期）
• Binder Set Time（定着時間）: 5 sec
• Drying Time（乾燥時間）: 15 sec
2. 脱脂（Debinding）プロセスの条件
• 第1ステップ（溶媒除去）: 150 °C まで 1.0 °C/min で昇温、60 min 保持
• 第2ステップ（ポリマー分解）: 400 °C まで 0.5 °C/min で緩慢昇温、120 min 保持
• 雰囲気: アルゴン（Ar）ガス流量 2 L/min の不活性雰囲気
3. 焼結（Sintering）プロセスの最適値
• 焼結温度（Sintering Temperature）: 1,280 °C
• 保持時間（Holding Time）: 60 min
• 雰囲気（Atmosphere）: 高真空10-4～10-5Torrまたは アルゴン＋水素（Ar + 5%H2）混合気流
• 冷却速度（Cooling Rate）: 空冷（Air Cooling）
＊1,280 °C × 60 min ＋ 空冷の組み合わせが、過度な液相による自重変形を起こさず、最も高い圧縮強度（3,580 MPa）と健全な微細組織（微細に分散した炭化物組織）を得られる。