特殊切削工具を3Dプリンターで製造<Markforged事例紹介>

特殊切削工具を3Dプリンターで製造<Markforged事例紹介>

3Dプリンターメーカーの『Markforged』社のお客様事例をご紹介いたします。

 

アディティブ・マニュファクチャリング で、新しい収益源を構築

事例:Guhring UK(グーリングUK) 社

業界:精密切削工具の製造

用途:特殊切削工具

<Markforged 3Dプリンターを導入した結果>
短縮された生産時間  66%
治具の費用削減  75%
治具の軽量化  60%

 

課題

1973年に設立されたGuhring UK(グーリングUK。バーミンガムに拠点を置くグーリンググループの子会社)は、精密切削工具を製造しています。同社は、より標準化された切削およびフライス工具の製造から始まりましたが、今日、グーリングUKは、BMW、Jaguar Land Rover、Airbus、BAE Systemsなど、世界の大企業向けに特注の切削およびフライス工具を製造しています。カーリングと多結晶ダイヤモンド(PCD)切削工具の製造におけるグーリングの専門知識は、世界的に有名です。彼らのPCDツールの範囲は、顧客の要件に合わせてオーダーメイドで作られており、超高硬度の工業グレードのダイヤモンド切削チップを特注の硬化工具鋼本体にろう付けすることで製造されています。

グーリングUKの特別なツーリングの各部品は、最初に顧客による設計および承認が必要です。コンポーネントのサイズと複雑さに応じて、社内での設計、テスト、および製造に特別なツールを使用すると最大8週間かかり、設計が承認されるまでツーリング作業を開始することさえできません。そのため、少量ロットの小規模メーカーでは、特別なツールのコストやリードタイムを正当化できません。「少量生産の顧客への供給を検討し始めたとき、その課題が浮き彫りになりました」と、グーリング UKのPCD生産責任者であるAlan Pearce氏は述べています。このため、同社は、新しい収益源を開拓し、既存の収益源のリードタイムを短縮し、小規模な顧客のタイムラインを管理するための選択肢として、アディティブ・マニュ ファクチャリング(積層造形)を検討することになりました。

 

 
Guhring UKのエンジニアは、金属プリンタを利用する前から、Markforgedの複合材料を使って切削工具のプロトタイプを迅速に作成していました。

 

 

 ソリューション

チームはソリューションとして3Dプリンティングを検討し、より小規模な企業をはじめとするさまざまな企業が製品やサービスにアクセスできるようにしました。「プロトタイプのコストと反復サイクル時間をすぐに減らすことが目標でした」とピアース氏は語ります。彼らは地元のMarkforgedパートナーであるMark3D UKの支援を受けて、ニーズに最も適した、顧客用サンプルやプラントのメンテナンス用に、Markforged Metal Xシステムと、連続繊維カーボンファイバーが利用できるコンポジット3Dプリンターの採用を決定しました 。そして、同社はカーボンファイバー3Dプリンター を使用して少量の特殊ツールのプロトタイプを製造し始めます。 その後、じきに金属3Dプリントに移行して機能的なツールを生産しました。「今では、1回限りの生産部品を3分の1以下の時間で、かつ、低コストで作成し、顧客に供給することができるようになりました。(ピアース氏)」グーリングUKが最初に製造した3Dプリントツールは、H13 ツール鋼 (SKD61) を使用したベーシックな切削カッターです。

「1日で、私たちはOnyx(ナイロンに短繊維カーボンファイ バーを混ぜたベースマテリアル)で設計したツールをプリントしましたが、製造上の問題に直面しそうなことがすぐにわかりまし た。5日以内に、完全に機能する金属カッター本体をプリントして焼結しました。このように、Markforged 3Dプリンターを使用すると、すべてが高速化されます。」 切削チップを追加した後、グーリングは最初にアルミのリーマとしてテストすることでフライスを検証し、非常に機能性が良いこ とがわかりました。次に、エンジニアはツールチップ・ジオメトリの構成を変更し、3Dプリントツールをフライスカッターとして実行して、オフセンターロードでその機能をテストしました。 これも予測どおりに機能しました。3Dプリントされたツールは、従来のモデルよりも60%も軽量のため、ツール交換が高速化され、サイクル時間を短縮できました。このアプリケーション を見出したことで、同社は、より汎用性の高い軽量のツールを、はるかに低価格で顧客に提供することができました。

 

ツールの設計の検証からツールのプリントまで、 部品を手動で機械加工するのではなく3Dプリン トすることで、リードタイムを大幅に短縮できま した。

— Alan Pearce(アラン ピアース)、PCD生産スーパーバイザー、グーリング UK

 

必要な形状に研磨する前に、ツールチップは3Dプリントされたボディに固定されます。

 

 

将来を見据えて

グーリングUKは現在、小規模企業にサービスを提供し、製品やサービスをより早く提供しています。同社のエンジニアは、3Dプリントされたクーラント経路の検証を開始しました。これは、Markforgedの初期のユーザが行っていた用途の1つです。 「グーリングUKがMarkforged 3Dプリンターを購入して節約でき たお金は無駄になりません。 節約できた分は、生産部品の製造に 再投資され、より大きくより良い製品を顧客に提供し続けることができます。(ピアース氏)」Markforged 3Dプリンターによ り、エンジニアは5軸切削や従来の工法から解放され、利益を生む部品を生産することで、会社の収益の向上に貢献できました。

 

 

Markforged プリンターの詳細

 

 

 Markforged 3Dプリンターの導入、運用のコンサルティング、国内サポートは、日本正規代理店のDDDJapan.comまでお問い合わせください

 

 

(本記事は、MarkforgedおよびMarkforged Japanが提供する文章・画像を転載・利用しております。)

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