2022年03月08日 Blog

3Dプリンタの活用について

メカエンジニアの馬渡と申します。

製品開発にはいろいろな方法がありそれぞれ一長一短があるのですが、TechMagicでは実現が可能か分からない、難しい機械設計にチャレンジしています。

そのためにはPoC(概念実証)が欠かせない作業となります

PoCでは概念実証製品の簡易版を作り、具体的な検証を行います。簡易版であるため早期に実現可能か判断が可能で、コストや工数削減に繋がります。その検証の際、3Dプリンタは非常に有用です

 

弊社にあるのはRaise3D Technologies社製のRaise3D Pro2です。

線材の樹脂を溶融し、積層して作成するタイプのため、様々な材料で作成ができます。弊社の中では検証したい点・用途に応じて使い分けています。

特に使用頻度が多いのはPLAです。これは、成形条件がコントロールしやすく、形状安定性に優れ、材料硬度が高いためです。そのため、大型の箱形状やギア(歯車)も製作可能です。この写真(下)の中で3Dプリンターで作っていないものは、軸と軸受けくらいです。

 

PoCにおいて重要なのはスピードです。
実現可能かどうかの判断を早くするためには、少しでも早く作り、仕様の方向性を素早く決める必要があります。そのような際、正規材料の歯車を発注するよりも3Dプリンタでギアを作成することで検証スピードを上げています。

ですが、ギアのデータを1から作ることは大変です。
そこで、FA機器購入サイト等で歯車を見積もり・発注するときに、多くの場合はその3Dデータが得られますが、そのデータを活用します。その形状がそのまま使える場合は、stlなどのデータに変換して造形します。

一方、希望通りの形状のものがFA機器購入サイト等で作成できない場合は、ベースとなるデータ(歯数・モジュール数など)をダウンロードし、自分の変更したい部分(歯厚・ボス径・穴径など)のみをCAD上で加工することで、3Dプリンタ用のデータを作成できます。

この際、量産化を考慮したうえで、実際のギアを作成する旋盤もしくはフライス盤での加工を考慮した設計をしています。金属3Dプリンタも実用化されつつある今、そのうちギアも3Dプリンタで作れるようになるかもしれませんが、まだコストが折り合わないので、現在広く使われている工法を意識したモデリングが重要だと考えています。

従来型の板金切削加工を利用すると最低でも一週間は掛かりますが、3Dプリンタなら一日で完成する事も可能です。以前の板金切削加工での製作とは比べ物にならない速度で開発を進める事が出来ます。

これも弊社の強みの一つであるスピード開発に繋がっているというお話でした。

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