製造業が抱える課題と解決方法は？3Dプリンターの活用も紹介
現在、3Dプリンターは多くの企業や個人で活用が進み、業務効率化に寄与しています。
世界的に注目が集まっている3Dプリンターの活躍の場の一つは、製造業です。3Dプリンターを導入すれば製造業のよくある課題の解決に役立つでしょう。本記事では、製造業が抱える課題や、3Dプリンターの活用方法を紹介します。
製造業のよくある課題
ここでは、製造業が抱えている主な課題を3つ紹介します。3Dプリンターをどのような目的で導入するのかを明確にするためにも、まずは製造業によくある課題を把握しましょう。
製造にコストや時間がかかる
従来までの切削加工法による試作は、外注によって製造することも多く、試作品が完成するまでに多くの工数がかかってしまっていました。外注すると、試作品を設計してから完成するまでに最低でも1週間以上かかるのが一般的です。また、外注するたびにコストが発生するため、予算の関係上、試作回数が限られてしまうことも。よりよい製品を開発するためには、試行錯誤と改善を繰り返していく必要がありますが、コストと時間がかかりすぎてしまい制限されてしまうこともあるのです。
複雑な形状の試作品を製造しづらい
試作品の製造では、見た目や形の確認、コンセプトを共有するために作られるものもあり、初期段階では、すべての機能を備える必要がないケースもあります。切削加工法は、最終製品と同様の材料で加工でき、高精度な特徴をもっていますが、簡略化が難しいため、複雑な形状の試作品を製造するには時間とコストがかかってしまいます。また、切削加工法では、中空構造など製造できない形状があるのも課題の一つです。
小型化への切り替えが難しい
現在、医療器具や携帯機器などあらゆる分野で小型化が進んでいます。製造業は、時間とコストの面から小型化への対応がスピーディに行えない課題を抱えています。製品の小型化が進むとこれまでより利便性が増す反面、開発における技術的な問題も発生してしまうのです。
製造業における3Dプリンターの活用方法
ここでは、製造業における3Dプリンターの活用方法を3つ紹介します。自動で精密な造形を製造できる3Dプリンターは、現在あらゆる分野で活躍を広げています。開発の試作を外注していた企業が3Dプリンターを導入すれば内製化が可能です。コストの削減が叶うとともに、自社内で繰り返し試作品を製作できるメリットもあります。製造業における3Dプリンターの効果的な活用方法を把握し、自社でも活用していきましょう。
アイディアを形にしやすくなる
3Dプリンターは、製造業の効率的な生産を可能にします。製造業における開発初期にあたる商品企画や概念設計では、関係者に製品のデザインやコンセプト、アイディアをプレゼンし、製造を実現させる必要があります。開発製品の魅力を十分に伝えるためには、実際に見たり、手に取って感触を確かめたりできるようにすることが大切です。
3Dプリンターを活用すれば、時間とコストがかかって非効率的になっていた試作の製造を、自社内で数時間から一晩、長くても数日で完成させられます。また、担当者自ら活用することで、イメージを具現化しやすいでしょう。現在、3Dプリンターの低価格化や高精度化、素材の多様化により、チームや部門内での開発が効率的に行われるようになってきました。FDMや光造形など、比較的低価格であり運用コストも抑えめな3Dプリンターを導入すれば、気軽に検証もしやすくなるでしょう。
試作品を繰り返し製造できる
3Dプリンターを導入すると、試作品の製造をスピーディかつ繰り返しできる魅力があります。製造業における試作品作成は、外注している企業も多く、依頼してから実際に検証するまでに1週間以上かかってしまうケースもあります。試作が1度で上手くいくことは少なく、繰り返し試作品を作るとなると、費用も時間もさらにかかってしまうでしょう。試作を外注すると、コストや納期などの調整が必要となり、設計者の時間がコア業務以外に取られてしまいます。費用と時間がかかることから、開発環境において試作の機会や回数が制限されてしまう企業もあるでしょう。
自社内に3Dプリンターを導入すれば、設計時点で気になる部分が発生したときに、1度試作品を製造し実験したり、社内で試作品を共有して意見を求めたりできます。結果をすぐに設計へ反映できるため、繰り返し試行錯誤しやすくなるでしょう。何度もチャレンジしやすい環境となり、いくつもの試作品を通してよりよい製品を開発できるといえます。
治具の製造を内製化できる
3Dプリンターの導入は、製品の加工や組立、検査などに欠かせない治具製造の内製化も可能にします。複雑な形状であってもスピーディに製造できる3Dプリンターを治具製造に取り入れることで、切削加工をはじめとした従来の手法では困難であった課題を解決してくれます。治具製造においても、試作を繰り返し新たな治具を製造しやすくなるといえるでしょう。治具は目的や用途によって異なるため、使用回数が極端に少ないものもあり、外注でコストと時間をかけづらいのが現状です。3Dプリンターでデータを保管しておけば、単品での製造も可能なため、必要なときに必要な量だけ製造が可能です。
Zrapid iSLAの特徴
ここでは、ZRapid社が開発・提供している3Dプリンター「Zrapid iSLA」の特徴を3つ紹介します。
低価格で豊富なラインナップ
Zrapid iSLAシリーズは、産業用の大型SLAプリンターの中では最安値級の価格設定です。一般的に、300mm角以上の産業用光造形3Dプリンターの相場は、2000万～7000万円といわれています。しかし、Zrapid iSLAシリーズは半額以下の価格から販売が可能です。iSLA300であれば1000万円以下で購入できます。継続的に購入が必要な樹脂材料も、1万円台/kgから販売しているため、運用後のコストも抑えられる魅力があります。
また3Dプリンターの種類も豊富で、最大1900mm×1000mmから300mm×300mmまでの計9機種がラインナップ。1000mm以上の機種では、デュアルレーザー方式を採用しており、従来の約1.5倍のスピードでの造形を可能にしています。
なお、BfullではZrapid iSLAにさらに独自技術を盛り込んだ機器をラインナップしております。詳細は下記よりご覧ください。
工業グレードのハイスペックなモジュールを備えている
Zrapid iSLAシリーズでは、工業グレードのハイスペックモジュールを採用しています。造形の品質の決め手となるレーザーは、アメリカ・Advanced Optowave社の高性能レーザーを搭載しています。水冷式を採用しているため、安定した出力性能とメンテナンスフリーな点も特徴の一つです。
また、レーザーを制御するガルバノスキャナには、ドイツ・SCANLAB社を採用。高精度なスキャンを実現しています。扱いやすいインターフェースと優れたUIを備えたiSLA専用オペレーティングシステム「ZERO」を採用しているため、初めての導入でもスムーズに活用できます。
導入のサポートが充実している
Zrapid iSLAシリーズを販売するBfull社では、3Dプリンター導入をサポートしています。導入前から、材料提案、生産体験、設置場所の調査などの支援を行い、導入時もセッティングやノウハウの伝授などを行っています。また、導入後も専門知識や経験豊富なエンジニアに相談が可能です。トラブルが発生したときや、生産が追い付かないときは、代理造形も行っているため、お気軽にご相談ください。
まとめ
3Dプリンターは、製造業が抱えている課題を解決する力を秘めている製品です。外注でかかっていたコストや時間を大幅に短縮できるとともに、繰り返し活用できることでよりよい開発を実現できます。3Dプリンターを導入して、製造の課題を解決したいと考えている方は、Zrapid iSLAの販売を行っているBfull社までご相談ください。初めての場合も導入前から導入後まで一貫してサポートいたします。また、自社でプリントが難しい場合も受託を行っています。
