3Dプリンターでの治具製作

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3Dプリンターで治具製作が増えている背景

近年、製造業においてはさまざまな種類の製品を少量ずつ作る「多品種小ロット化」が求められています。その理由としては、顧客ニーズの多様化によって製品のライフサイクルが短くなっている、という点が挙げられます。このような状況に対応するため、多品種小ロット化が求められている、というわけです。

この多品種小ロット化生産を行うにあたっては、さまざまな資材や原料を少しずつ仕入れる必要があるためコストが高くなりやすい、生産効率が悪いなどの課題があります。このような背景から、3Dプリンターを活用して治具製作を行うケースが増えてきています。

3Dプリンターで治具製作を行うメリット

製作期間の削減が可能

製造現場において、新しい治具を使用する場合には試運転と評価を行います。例えば試運転の段階で改善すべき点が見つかった場合でも、3Dデータを修正することによってすぐに治具を再度製作できます。また、もし日本で設計を行い海外で製造するといった場合でも、治具の設計データを送信するのみで現場で製作が行えるといった点も製作期間の短縮につながる理由といえるでしょう。

より良い形を持つ治具へと改善できる

例えば治具の軽量化を行ったり、持ちやすい形状のアイディアをすぐに形にできるなど、「付加価値」を持つ治具の製作ができるといった点も3Dプリンターを使用するメリットです。軽い治具の製作ができれば作業者の負担が軽減できることから、ミスなどの防止にもつながるといった面もあります。

3Dプリンターで治具を作る手順

3Dプリンターで治具を作成する場合、下記のような流れとなります（下記は流れの一例です）。

• 1.現場調査・ニーズの確認
• 2.治具の設計
• 3.3D図面の作成
• 4.治具の作成
• 5.製造試運転
• 6.改善点がある場合には修正を行う
• 7.製品製造開始

3Dプリンターで治具を製作する場合、製作して試運転を行った際に不具合が見つかった場合でも、3Dの図面を修正して製品をすぐに製作することが可能となります。このような面から、3Dプリンターで治具を作成すると、完了するまでの時間を短縮できるといった面があります。

3Dプリンターで治具製作を行った活用事例

以前は簡単な治具の製作においても金型を使用していたことなどから、設計や変更には1ヶ月ほどかかっていたケースにおいて、3Dプリンターを導入することによって治具の製作期間が1週間へと短縮できた、という事例があります。このように、治具の製作期間を短縮できるため、そのほかの製造や組み立ての工程についてもスピードアップが可能であると考えられます。

3Dプリンターで治具製作する際によくある質問

治具の製作期間はどれくらいかかりますか？

3Dプリンターで治具を製作する際にかかる時間は、「最短で1日」となります。従来行われてきた機械加工による治具製作より大幅に時間の短縮が可能である点が、3Dプリンターを使用する大きなメリットといえます。

どのような素材を使用できますか？

現在、3Dプリンターを使用して造形物を製作する際には主に樹脂が用いられていますが、金属材料などほかの素材を用いて造形が可能な3Dプリンターもあります。例えば造形物に強度が欲しいといった要望がある場合など、それぞれの目的によって使い分けを行うと良いでしょう。