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製造工程における 治具の悩み……

解決いたします!

 

治具を素早く
低コストで
作りたい…

 

 

治具を自社で作ると
マシニングセンターの
稼働率が下がる…

 

 

電子機器の製造に
ESD(静電気・帯電)対策の
治具が必要…

 

3Dプリンター 活用すれば
高強度な治具
即日製造が可能に

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製造業向けに設計された複合材料3Dプリンター:Markforged Industrial Seriesを活用すれば、連続繊維 炭素繊維(CFRP)やESD対策(帯電防止)材料を使用できます。
連続繊維CFRPを使用すれば、アルミと同等の強度の治具の製造が可能です。さらに、ESD対策材料を使用して治具を3Dプリントすれば、電子機器の製造にも安心して使用できます。

Markforged 3Dプリンターは、実際に治具の製造に使用されており、従来加工法よりも短時間・低コストな治具製造を実現いたします!

事例紹介

3Dプリンターによって製造された治具の事例をご紹介いたします。

従来の課題

ほぼ全ての部品の品質保証(QA)にはカスタムの固定具が必要である。固定具は形状が正確で、繰り返し利用可能かつ強固である必要があるため、多大な時間とコストが掛かる。

そのため、QAは大量生産かつ精密部品に行われることが多かった。

3Dプリンティングによるソリューション

3Dプリンティングを使用することで、従来加工法に比べて安価に素早く固定具の製造が可能。データを変更するだけで形状変更が可能であるため、カスタムの固定具を作製できる。

また、炭素繊維強化プラスチックを材料に使用することで固定具の高強度化ができ、QA時に部品を安定して固定して検査することができる。

従来加工法 3Dプリンティング

費用

¥73,000

¥2,900

費用 96 削減!

従来の課題

検査用治具は、正確で、繰り返し使用でき、高強度でなければならないという、高い要求がある。そのため機械加工に膨大な時間と費用が必要であった。

3Dプリンティングによるソリューション

3Dプリンターを使用することで、効率的かつ安全に、カスタムの複雑な形状を持った、少量生産部品用の固定具の製造が可能になった。

これにより、一週間で固定具の設計と試験を行うことができ、材料の無駄を省きながら、優れた品質と精度の実現が可能である。

航空宇宙分野の製造業企業 JJ Churchill社の事例

従来加工法 3Dプリンティング

時間

10 日

3 日

費用

¥173,000

¥36,000

時間 70 短縮!& 費用 80 削減!

従来の課題

何度も繰り返して使う溶接用スチール固定具の製造は、従来の製法では高額で時間が掛かる上に、ミスが起こりやすかった。

3Dプリンティングによるソリューション

炭素繊維強化プラスチックを使用して3Dプリントすることで、高強度な固定具をオンデマンドで製造できるようになった。また、複数の部品を一括に統合し、ユニボディで部品を3Dプリント可能にした。

結果、高品質の部品製造と大幅なコスト・時間削減が実現された。

※オフロード車のカスタム製品を設計・開発する会社 SDHQ Off-Road社の事例

従来加工法 3Dプリンティング

時間

156 時間

12 時間

費用

¥88,000

¥1,000

時間 93 短縮!& 費用 99 削減!

従来の課題

バルブ連結部の開発に用いるグリッパージョーを、従来の外注や機械加工による社内開発よりも、安く素早く製作できる方法が求められていた。該当部品であるグリッパージョーは、ステンレス鋼のパイプカップリングを何千回も動かしても摩滅しないロバスト性が必要とされていた。

3Dプリンティングによるソリューション

3Dプリンターを使用することで、これまでになく迅速かつ安価にグリッパージョーを社内で製造できるようになり、業務工程の改善につながった。

機能面においても、耐薬品性のある炭素繊維強化プラスチックを用いた複合材料を使用することで、厳しい耐薬品性試験に通過する高強度なグリッパージョーを実現している。

ホースカップリングメーカー Dixon Valve社の事例

従来加工法 3Dプリンティング

時間

144 時間

9 時間

費用

¥32,000

¥1,000

時間 93 短縮!& 費用 97 削減!

従来の課題

金属3Dプリントを活用した場合、造形された複雑な形状のカスタム燃料噴射ノズルのサポート構造を除去するには、機械加工が必要。しかし、複雑な形状ゆえに、通常の固定具では信頼性が低く、機械加工時にノズルを傷つけかねない。また、機械加工の外注はリードタイムを大幅に延ばしてしまう。

3Dプリンティングによるソリューション

固定具を炭素繊維強化プラスチックを使用して社内で3Dプリントすることで、機械加工時の負荷でも変形しない信頼性の高い固定具の製造が可能にした。固定具の設計と製造の時間を飛躍的に短縮し、高強度の固定具の製造を実現した。

※ガスタービンを製造する Siemens Gas & Power社の事例

従来加工法 3Dプリンティング

着想から造形までに
要する時間

約 360 時間

36 時間

時間 90 短縮!

従来の課題

これまで自社内で治具を機械加工するか、ESD対策(帯電防止)された部品の3Dプリント製作を外注していた。しかし、自社での機械加工では部品の形状の自由に制限があり、また、外注の3Dプリント品は表面品質と寸法精度が低かった。

3Dプリンティングによるソリューション

MarkforgedのESD対策(帯電防止)材料「Onyx ESD」を使用して3Dプリントすることで、複雑な形状のESD対策部品を製作可能に。さらに、これまで2つの部品で組み立てられていた治具を1つのパーツに統合して3Dプリントすることで組み立て工程が不要となり、コストと時間の削減に成功した。

※Columbia Elektronik社の事例

Onyx ESD」とは、Markforgedが開発した3Dプリンター用材料ナイロンベースにマイクロカーボンファイバーと添加剤を配合してESD(Elecro Static Dissipative:静電気拡散)対策性能を持たせた材料。予期せぬ静電気放電によるPCBや電子部品の破損を予防し、治具や固定具、搬送トレイなど、静電気放電対策や帯電防止が必須となるあらゆる用途に適している。

高強度・ESD対策(帯電防止)
治具が作れる3Dプリンター

Industrial Series X7

製造業向けの複合材料3Dプリンター
実践的な最終製品の造形が行えます

造形サイズ (幅 x 奥行 x 高さ)

330 x 270 x 200 mm


積層ピッチ

デフォルト 100 μm、
最小 50 μm、最大 250 μm


対応材料

Onyx、Onyx FR、Onyx ESD、Nylon White

炭素繊維、炭素繊維FR、ガラス繊維、
Kevlar®、HSHTガラス繊維


Industrial Series 性能簡易比較表

炭素繊維混合ポリマー「Onyx」

「Onyx」とは、短繊維炭素繊維を混合したMarkforged社専用のナイロン材料です。ナイロンの優れた耐薬品性を受け継ぎつつ、高い強度を備え、耐火性にも優れます。造形物は程よい光沢感を持ったマットな質感に仕上がり、実用パーツとしても見劣りしません。機能と見た目の美しさを持ち合わせた、魅力的な材料といえます。

「Onyx」単体でも、他のCFRPと複合させても使用可能で、用途に合わせた造形ができます。

ESD対策(帯電防止)高性能材料「Onyx ESD」

Markforgedが開発した3Dプリンター用材料「Onyx ESD」は、ナイロンベースにマイクロカーボンファイバーと添加剤を配合してESD(Elecro Static Dissipative:静電気拡散)対策性能を実現しました。予期せぬ静電気放電によるPCBや電子部品の破損を予防し、治具や固定具、搬送トレイなど、静電気放電対策や帯電防止が必須となるあらゆる用途に適しています。

※「Onyx ESD」の表面抵抗値は105 〜 107 Ωです。

補助金・助成金で、機器を安く購入

ご心配なく!

弊社では、補助金・助成金のサポートを無償で行っております。

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