金属3Dプリンターを使用するメリットとは？

現在ではプロトタイピングだけでなく、製造技術として導入されている3Dプリンター。その中でも金属3Dプリンターは大きな注目を浴びています。

しかし、金属3Dプリンターのメリットとは何なのか？従来の製造システムから移行すべきなのか？本当に弊社に合っているのか？など、疑問をお持ちの方が多くいらっしゃるかと思います。

ここでは、金属3Dプリンターのメリットをご紹介いたします。

どんな物の製造に向いているのか？

金属3Dプリンターだけでなく、一般的に3Dプリンターでは様々な形状を自由に造形することができます。そのため、従来の製造技術では難しかったり高額になってしまったりするような複雑な形状の製造に向いています。量産においては、少量から中量生産において費用対効果が高いです。

また、切削加工に代表される従来のSubtractive Manufacturing（除去製造法）とは異なり、Additive Manufacturing（付加製造法）とも呼ばれる3Dプリンティング技術はパーツを積層して造形していくため、材料が無駄になりません。

さらに、治工具や組み立て工程が不要であるため、製造はほぼオートメーション化されます。

これらの理由から、3Dプリンターでの生産は人件費や材料費を抑えて低コストに早く行うことができます。

金属3Dプリンティングにおいては、製造が中止された部品の製作や、生産ラインのオートメーション用ツール、鋳造の機能的プロトタイプなどの製造に使用されています。

金属3Dプリンターのメリットとは？

①形状の自由

金属3Dプリンターでは、従来の製造方法では難しかったような複雑でユニークな形状であっても容易に製造することができるということを上にもご紹介しました。それだけでなく、金属3Dプリンターでは形状の変更も容易に行うことができます。

従来方法では、形状の変更をすると工程が増えます。機械加工にも時間がかかりますし、複数の金型を使わなくてはならないこともあります。これらの作業は材料の量も機械加工者の時間も費やすことになります。

一方、金属3Dプリンターを使用すればこのような無駄を省くことがきます。形状の変更をしたり、新しい形状に挑戦するのも、設計データを変えるだけで可能です。材料は積層に必要な分のみであり、貴重な時間も材料費も抑えることができるわけです。

こういった複雑な形状のインペラも、材料を除去することなく作ることができます。

②オートメーション

金属3Dプリンターを使用する際に必要な作業時間は最小限で済みます。

専門的な製造に関する知識がなくても、3Dプリンターのソフトウェアが自動で工具経路を生成してくれます。

プリントがスタートすればプリンターを監視しておく必要はありません。就業時間以外に3Dプリンターを稼働させておくこともできるので、あなたの貴重な時間とプリンター稼働時間を最大限に有効活用することができます。

③工具とセットアップは最小限で

フライス加工や旋削加工、鋳造といった従来方法で製造する際には、カスタムの工具や工作物保持具、金型といった部品が必要となります。しかし、これらの部品は完成品そのものではないため直接収益にならない部品ですが、これらを調達したり製造したり外注したり、何かと時間やコストが掛かってしまいます。

金属3Dプリンターなら、プリントをスタートするだけでこういった工具などの部品も製造することができるので、更なる作業の時間やコストが不要となります。

解決できる課題とは？

①アセンブリの簡略化

従来の製造方法では複数のパーツを組み立てて作られていた部品も、金属3Dプリンターでは構成パーツを簡素化して製造することができます。積層して造形する3Dプリンターでは、複雑な形状でも製作できるため、パーツを統合した部品が一度で製作することも可能です。

（画像：Markforged）

例えば、この画像は、Stanley Black & Decker社のアクチュエーターハウジングで、Markforged社の金属3DプリンターMetal Xで製造したものです。

これは、従来では４つの構成パーツを組み立てて製造されていましたが、Metal Xでは3Dプリンターのメリットを活かして１つのパーツのみで製作され、組立て工程が不要となりました。

②形状の最適化

切削加工などの従来の製造方法では材料を除去していきますが、3Dプリンティングでは、材料を付加していってパーツを製作していきます。パーツの中でも重要な箇所に材料を追加でき、また、他の箇所はインフィルなどを利用して材料を少ない設定にし軽量化することもできます。

③デジタル在庫でどこでも製造可能

クラウドシステムを使えば設計がどこでもできてデータを保存・共有することができますし、金属3Dプリンターがあればどこでも造形することができます。

製造パーツのデータはデジタルで管理できるため、実際の在庫を抱える必要はありません。需要に併せて必要分をその場で3Dプリントするだけです。

つまり、設計者は日本ましてや世界のどこにいてもパーツ設計でき、3Dプリンターのある場所であればどこでも造形できます。卸し先や顧客のいるエリア付近でローカルに3Dプリント製造すれば、輸送コストも抑えることができるわけです。

金属3Dプリンターのメリットをお分かりいただけたでしょうか？

金属3Dプリンターは全ての製造における万能ソリューションではありません。しかし、製造するパーツの形状や生産量を考慮し、それに最適な3Dプリンターを選ぶことで、従来方法に比べて大幅なコスト・時間削減と効率化につなげることができます。

DDDJapan.comは、お客様の課題や目標に合わせて最適な3Dプリンティング・ソリューションをご提供しております。3Dプリンター導入・運用に関するご相談やお見積りは、お気軽にDDDJapan.comまでご相談ください。

また、Markforged社の日本代理店であるDDDJapan.comでは、Metal Xのベンチマーク作成を無料にて承っております。詳細はこちら。

出典元：https://markforged.com/blog/what-can-you-do-with-metal-3d-printing/