【3Dプリント型】真空注型よりもスピード重視の樹脂試作手法

はじめに

製造業界では、製品の開発において試作品の製作が欠かせません。
製品の形状や機能を確認するために試作を行うことで、製品の完成度を高めることができます。
従来、これらの試作には真空注型が一般的に利用されていました。
しかし、近年では3Dプリンター技術の進化に伴って、3Dプリントを使用した型を利用した樹脂試作が注目を集めています。
本記事では、3Dプリント型を活用した試作が真空注型に比べてどのようにスピードを重視しているのかを考察し、製造業における新たな試作方法としての魅力について紹介します。

真空注型とその課題

真空注型の基本

真空注型は、液体のウレタン樹脂やシリコンラバーを利用して製品の試作品を作成する方法です。
シリコン型を用いて、樹脂を型に流し込み成形します。
この方法は深い陰影や複雑な形状を必要とする試作に適しており、最終製品に近いモデルを作成する手法として広く利用されてきました。

真空注型のデメリット

真空注型は精度の高い試作が可能である反面、以下のようなデメリットが存在します。

1. 時間がかかる: シリコン型を作成するために手間と時間が必要です。
シリコン型の硬化や樹脂の流し込み・硬化にも時間を要します。

2. コスト: 型の制作にコストがかかり、特に小ロットの試作では割高になります。

3. 材料制約: 真空注型に使える材料が限られており、製品によっては制約が生じます。

このような課題により、製品開発のスピードが求められる現代においては、より迅速な試作方法が必要とされています。

3Dプリント型を利用した樹脂試作の利点

スピードの向上

3Dプリント型を活用することで、真空注型に比べ圧倒的に試作のスピードを向上させることができます。
3Dプリンターを使用すれば、デジタルデータから直接型を成形できるため、中間工程が大幅に省略されます。
これにより、型の製作スピードが短縮され、試作のプロセスも迅速になります。

低コスト

3Dプリント型のもう一つの大きなメリットは、コストの低減です。
従来の真空注型では高価なシリコンを使用しますが、3Dプリント型では比較的安価な材料が使用可能です。
また、型の製作自体も安価であり、小ロット生産に向けた試作がより効率的に行えます。

デザインの柔軟性

3Dプリンター技術の特徴として、複雑な形状や繊細なデザインの再現が得意な点があります。
そのため、デザインの自由度が高く、試作段階での修正や改良が容易です。
これは、製品の付加価値を高める重要なポイントとなります。

多材料対応

3Dプリンターによる型製作では、様々な材料を使用することが可能です。
これにより、目的に応じた素材選定が可能で、より実用的な試作を行うことができます。
また、新素材の利用や、持続可能な材料への転換も容易です。

3Dプリント型での具体的な試作手法

デジタルモデリングからの型作成

3Dプリント型を利用した樹脂試作の第一ステップは、デジタルモデリングです。
CADソフトウェアを使用して、試作品のデザインデータを作成します。
このデータを元に、3Dプリンタで型そのものを作成します。
この過程では、デジタルデータの修正や調整を行いながら、希望する形状に磨きをかけます。

型としての3Dプリント

次に、3Dプリンターを用いてモデルをプリントアウトします。
この際、型として使いやすいように工夫が必要です。
例えば、取り外しがしやすいようにスライド構造を考慮した設計をすることもあります。
これにより、製品としての試作物がよりスムーズに取り出せるようにします。

樹脂流し込みと完成

型が完成したら、樹脂を流し込みます。
適切な条件で硬化させ、試作物を完成させます。
3Dプリント型は軽易に取り外しが可能なため、取り扱いがしやすい点でも非常に有益です。

製造業へのインパクトと可能性

試作段階でのフィードバック強化

3Dプリント型を使用した試作は、プロトタイピングのスピードアップに貢献します。
これにより、試作段階でのフィードバックサイクルが短縮され、より早い段階で検証と修正が行われます。
結果として、製品の設計や機能の最適化が加速されます。

小ロット製品への適応性向上

市場のニーズの多様化に伴い、小ロット生産のニーズがますます高まっています。
3Dプリント型の利点を活かすことで、小ロット製品の迅速な開発が可能となり、製品ライフサイクル全体での効率化が図れます。

環境負荷の低減

製造業では、環境への配慮がこれまで以上に求められています。
3Dプリント型を利用することで材料の無駄を削減し、効率的な資源利用が可能になります。
また、持続可能なエコマテリアルの導入がしやすい点も、環境負荷低減に貢献します。

まとめ

本記事では、3Dプリント型を用いた樹脂試作が真空注型に比べてスピード重視である利点について紹介しました。
製品開発において、3Dプリント型を用いることは、時間やコストの削減、デザインの柔軟性の向上、環境負荷の低減といった様々なメリットをもたらします。
また、試作段階でのフィードバック強化、小ロット生産の迅速化など、製造業全体における革新を推進する要素となっています。
製造業においては、多様化するニーズに応えるため、こうした技術の積極的な導入と利活用がこれまで以上に重要になるでしょう。