CADデータから即実物へ！3Dプリントと切削加工を組み合わせた試作依頼の流れ

はじめに

製造業の進化は日々加速していますが、その中でも試作品の製作は特に注目されています。

特に、3Dプリント技術と切削加工が組み合わされた試作方法は、迅速さと精度を兼ね備えた選択肢として注目されています。

この記事では、CADデータから即実物への流れを具体的に解説し、そのメリットと活用方法についてご紹介します。

製造業の現場目線から、実践的な視点でお伝えしますので、是非参考にしてください。

3Dプリントと切削加工の基本

3Dプリントの特徴

3Dプリントは、積層造形と呼ばれる一連の工程で物体を形成します。

CADデータを基に層を順次積み重ねていくことで、複雑な形状の部品を短期間で製作できるこの技術は、特にデザインの自由度が高い点に特徴があります。

従来の金型が必要ないため試作コストを抑えられ、短納期での対応が可能です。

ただし、素材や強度面での制約が残る場合もありますので、用途に応じた技術選択が必要です。

切削加工の特徴

切削加工は、工作機で素材を削り出して製品を形作る方法です。

金属や硬質プラスチックなど、多様な素材に高精度で対応可能であり、特に強度や耐久性が求められる製品には最適です。

また、仕上げの良さや寸法精度の高さも特徴として挙げられますが、初期費用として工作機を設定するための金型や治具が必要になることがあります。

両者を組み合わせた試作のメリット

3Dプリンタと切削加工を組み合わせることで、両方のメリットを生かした効率的なプロセスを構築できます。

まず、3Dプリントを利用して大まかな形状を素早く作り出し、それを基に切削加工で仕上げを行うことで、高精度な製品を短期間で製作可能です。

このように工程を分けることで、生産スピードと製品の品質の両立を実現し、新製品の試作段階で大きな優位性を発揮します。

試作依頼の流れ

1. CADデータの作成

試作の第一歩は、試作する製品のCADデータを作成することです。

この段階では、具体的な仕様やサイズ、機能要件を考慮した詳細なデータ設計を行います。

CADデータは製作の指示書とも言える重要な役割を担っているため、3Dプリントや切削加工の特性を理解した上で設計する必要があります。

設計時には、仕上がりの用途や機能に応じて、適切な素材選択やトレランス（許容誤差）の設定を行いましょう。

2. 3Dプリントによる試作品の製作

CADデータが完成したら、まず3Dプリンタを用いて試作品を製作します。

このプロセスでは、材料の選定が重要です。

プラスチックや樹脂素材は一般的ですが、目的に応じてメタルプリントなどの選択肢も検討します。

3Dプリントでは低コストでの短納期かつ大量生産のシミュレーションが可能であり、試作品としての完成度を早期に確かめることができます。

3. 切削加工による仕上げ

3Dプリントで得た試作品を基に、切削加工によって精密な仕上げを行います。

この段階では、部品の寸法精度や表面の状態が最終製品に求められる基準に合致するよう調整します。

特に、機械部品や耐久性が求められる部品では、切削加工による高精度な仕上げが重要です。

素材によっては、耐熱性や導電性を向上させる特殊加工も検討します。

4. テストと評価

完成した試作品は、事前に設定した条件に基づいてテストと評価が行われます。

このプロセスで得られたデータは、設計や製作プロセスのフィードバックループとして活用され、次世代製品の改善に役立ちます。

試作段階でのテスト結果は、製品開発全体のスピードを上げ、エラーの早期発見と修正に繋がります。

快適な製品開発を実現するためにも、評価プロセスで得られる情報の積極的な活用が重要です。

実務での活用法とポイント

プロジェクト管理の重要性

試作段階から製品化まで、プロジェクト管理は不可欠です。

試作の各ステップに計画的な時間管理とリソース配分を行い、全体のスケジュールを効率的に管理する必要があります。

特に、複数の技術や部門が関わる場合、コミュニケーションとコラボレーションが重要な役割を果たします。

技術者やバイヤー同士の密な情報共有が、プロジェクトの成功に導く鍵となります。

品質管理とトレランスの設定

製品の品質を高く保つためには、初期段階で適切なトレランスを設定することが不可欠です。

これにより、試作から量産に至るまで一貫した品質を保証でき、製品信頼性の向上に繋がります。

また、品質管理部門と連携し、試作段階で得られたデータを基に、製造プロセス全体の最適化を図ります。

試作コストの最適化

試作の段階ではコストが先行しがちですが、長期的な視線でコストを考慮することが重要です。

3Dプリントと切削加工を組み合わせることにより、試作、一部生産、量産へのスムーズな移行を図ることが出来ます。

また、デジタル化によるコスト管理ツールの活用を推進し、試作から量産まで全体コストの最適化を目指しましょう。

まとめ

3Dプリントと切削加工を組み合わせることで、効率的かつ高精度な試作品を短期間で製作することができます。

CADデータから実物へと移行するこのプロセスは、製品開発のスピードと精度を高め、競争力を維持するための重要な技術になります。

製造業における先端技術の導入は、品質、コスト、納期の競争力を強化するだけでなく、企業の持続的な成長に繋がります。

これからの製造業において、見極めと適用を繰り返すことで、常に進化を遂げていきましょう。