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3Dプリンターで高精度の試作品を実現！

2024/06/27

ある自動車デジタルエンジニアリング企業は、試作品のクオリティ向上と効率的な製造プロセス確立に取り組んでいます。従来、試作品の外注による製作は時間とコストがかかり、検証不足が課題でした。

キーエンスの高精度なインクジェット3Dプリンター導入により、内製化が可能となり、試作品の精度向上やリードタイムの短縮が実現し、製品開発の効率化が図られました。

また、専用ソフトウェアの使いやすさや直感的な操作性も特長であり、開発効率の向上と新たなアイデアの創造を促進しています。業務効率が向上し、社内のイノベーション活動が活発化しており、全社的な成果に繋がっています。

課題は試作品のクオリティ向上

ある会社は自動車のデジタルエンジニアリングを担当し、試作品を用いて製造における3Dモデリングやシミュレーションを行っています。

しかし、試作品のクオリティや検証不足などの大きな課題に直面しており、効率的な製造プロセスを確立するための改善が求められていました。

◇試作品の製作を外注

試作品の製作を外注すると、時間とコストがかかり、十分な検証が難しいという課題があります。ソフトウェアとハードウェアの両面から新たな生産技術ツールを開発する際、現場での実際の動作やバランス、質感などの綿密な検証が不可欠です。

しかし、3Dプリンターの導入前は社内で試作品を作成できず、外部に依頼する必要がありました。これにより、設備完成後の修正には多大な時間とコストがかかり、機会損失も発生しています。また、必要最小限の試作しかできず、精度向上に限界がありました。

◇試作品のクオリティが低下

試作品のクオリティが低下すると、十分な検証が行えず、社内外への意図が正しく伝わりません。特にHV、PHV、EV、FCVなどの新技術が次々と登場する自動車産業において、技術者間のコミュニケーションの重要性は高まっています。

具体的で的確な意図を伝えるためには、図面よりも実体のある試作品を用いることが有効です。しかし、時間不足から最低限の試作しか行えず、検証不足や手戻りが頻発していました。

十分な検証を行い、設備の品質を向上させるためには、3Dプリンターの導入が不可欠である状況だったのです。

重視したのは高精度と操作性

高精度と操作性を重視する際には、製品の誤差を最小限に抑え、組み立てや操作が容易であることが重要です。

特に、試作品の精度が高ければ、製品の性能や品質を正確に評価し、改善を容易にできます。また、操作性の良さは、従業員の作業効率やミスの軽減にもつながります。

◇高精度

高精度を重視する際、誤差を0.1mm程度に抑え、組み立て検証が可能な強度を保つことが重要です。3Dプリンターで出力できるサイズは小さくてもよいので、精度の高い機種を希望したいと考えていました。

◇扱いやすさ

扱いやすさを重視する際には、サポート材の処理がしやすいことや従業員が扱いやすいことも重要です。開発期間を短縮するためにも、操作性の良さは大きな要素となります。

材料の種類については、設計検証では積層造形で機能評価ができない場合もあるため、透明性があれば好ましいと考えました。

キーエンスのインクジェット3Dプリンターを選んだ理由

同社がキーエンスの3Dプリンターを選んだ理由は、その高い精度や使いやすさにありました。

◇積層ピッチ15μmという高精細

キーエンスの3Dプリンターは、インクジェット方式を採用しており、積層ピッチが15μmという高精細な造形を実現しています。この高い精度は、商品開発における細部の設計の検証にも使用できるため、微細部品や薄肉形状などのデザイン確認に最適です。

さらに、インクジェット方式の特長として、部品の組み付けまでできる十分な精度を持っており、寸法の精度が高いことも特筆されます。

また、インクジェット方式は造形中に材料を高温に加熱する必要がないため、反りが少ないという利点もあります。これにより、歪みを抑えた反りのない造形が可能です。

◇直感的に操作できる専用3Dソフトウエア

キーエンスの3Dプリンターには、専用ソフトウエア「Modeling Studio」が用意されています。海外製品のソフトウエアは基本的に英語で、日本語対応が一部にとどまることもありますが、キーエンスのソフトウエアは完全な日本語対応となっています。

また、ユーザーインターフェースが直感的で使いやすい点や、時間指定で自動抽出が可能な点も特長です。これらの点もまた、キーエンスの3Dプリンターを選択する決め手となりました。

効率の向上とアイデアの創造を促進

業務用3Dプリンター導入で、同社の試作業務が効率化したうえに、新たなイノベーションを生み出しました。

◇業務効率が向上

以前は図面だけで説明していましたが、3Dプリンターを使って実物を動かしながら説明することで、より具体的な意見や要望をその場で得られるようになりました。

導入後は開発における手戻りが60%削減、リードタイムが15%短縮され、大きく業務効率が向上しています。

◇イノベーションの促進

所属する部署の中で頻繁に3Dプリンターを利用するメンバーが増え、新しいアイデアや製品の開発が活発化しています。初めは設計部門での利用を想定していましたが、それ以外の部署でも活用され、全社的なイノベーションに繋がっています。これにより、以前はできなかった試行錯誤が可能となり、社内の活気が増加しました。そして、利用の予約表も常に一杯で、3Dプリンターの活用が広がっていることが伺えます。

ある自動車デジタルエンジニアリング企業は、試作品のクオリティ向上と製造プロセスの効率化を目指し、重要な改善を行っています。これまで、外部委託に頼っていた試作品の製作は、時間とコストがかかり、また、製品の検証に不安が残る状況でした。

この課題に対応するため、同社はキーエンスの高精度なインクジェット3Dプリンター、特に積層ピッチが15μmという精細な造形を可能にするモデルを導入しました。これにより、製品開発プロセスの内製化が実現し、試作品のクオリティが飛躍的に向上しました。

新製品の設計や検証において、微細部品や複雑な形状の詳細なチェックが容易になり、設計段階から品質を保証することが可能になりました。

試作品の内製化により、開発の手戻りが60%減少し、リードタイムも15%短縮されました。これにより、開発プロセス全体の効率が向上し、新製品の市場投入までの時間短縮が実現されました。また、3Dプリンターを活用した新たなアイデアの発想や試行錯誤も活発化し、全社的なイノベーションに大きく貢献しています。