3Dプリンターで盛り上がる試作・治具製作内製化の実情とは？

安価でコンパクトな3Dプリンターや3D切削加工機が多数発表される中、近年は企業の試作品製作や治具製作の内製化が進んでいるという。その実態について、ローランド ディー.ジー.の国内営業部 3Dセールス&マーケティングチームである大江浩史氏に話を聞いた。

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3Dプリンターのブームで3D切削加工機にも光が当たった市場状況

ローランド ディー.ジー.は長年3D切削加工機を扱ってきたメーカーだ。3Dプリンターもこの秋、初めて発売する予定で準備を進めている。コンパクトな3D加工機を活用して、手元でものづくりを行う「Desktop Fabrication」というコンセプトで提案し、3D事業全体を拡張しようとしているのが特徴だ。3Dプリンターではなく、3D切削加工機を主体として展開してきた同社だが、近年の3Dプリンターブームはプラスの方向に影響が出ているという。

「最初のうちは、3D加工をするならば3Dプリンターだろう、ということで3D加工機が売れない時期もありました。しかし、実際に3Dプリンターを使ってみた結果、3D加工機に目を向けてくれる方も増えたのです。今は手元で3D加工を行おう、という市場自体が広がったと感じています」と大江氏は語る。

3Dプリンターには3Dプリンターの良さがあるが、一方で不自由な面もある。たとえば、後処理が面倒であること、素材が限定されること、細かい嵌合を見るための試作等には精度的に向かないことなどが挙げられる。一方で、3D切削加工機には許容範囲内で自由に材料を選択することができ、用途によっては後処理を行わずに済ませることもできる。また嵌合を見るための試作に耐えうる精度も出せる。もちろん、構造によっては3D切削加工機では対応ができないものもある。それぞれに、向き・不向きがあるのだ。

「一旦3Dプリンターを使うなどして知識を得た上で、これは使い分けが必要だね、と追加で3D切削加工機を購入されたお客様もいます。我々から、この要求に対応するには3Dプリンターの方が向いていますねと、他社製品を紹介したこともあります」と大江氏は市場の変化を語った。

試作・治具製作の内製化でコスト減や開発速度向上を実現

3D加工に対する理解が広がり、手軽にチャレンジできるという認識が広がったことで、使われる場も変化してきた。特に近年伸びているのが、企業自身による試作品や治具の製作だ。従来は外注を利用していた部分を内製化するという動きが高まっているのだという。

大まかなデザインで複数のものを比較したい初期段階や、細かな変更を頻繁に行いたい開発段階での試作を内製化し、最終段階に近い部分は高い技術での試作を求めて外注を使う、というスタイルが多いようだ。また、量が多い時には内製と外注とで分ける例もあるという。

「非常に多くの試作を行う場合には、内製化によるコスト削減が行えます。中には、外注費と設備費を秤(はかり)にかけた場合にはコスト増になるケースもありますが、時間を考えると大きな効果があるはずです。さらに、ノウハウの蓄積という効果もあります」と、大江氏は内製化のメリットを語る。

実際、外注で1週間かかっていた作業が1～2日で済むようになれば、開発期間の短縮につながる。これまでは時間がかかって挑戦できなかった試作を行うことも可能になるだろう。そうした利点まで考え合わせれば、結果的に大きなコスト削減や収益拡大に貢献できるともいえる。

コスト・時間以外にも試作内製化には大きな意義

いまだに内製化に踏み切れないという企業も少なくない。そうした企業の多くが挙げる課題が、従来のつきあいがある外注先への配慮と、社内人材の不足だ。

設計図として見るのではなく、実際に作るということから得られるのは、実感だ。手元で作るようになってから、設計図上では問題がないように見えても試作段階で障害となる部分などがよく見えてきて、最終試作段階でのエラーが激減したという例もある。

「内製化する余裕がない、人手が足りないといいますが、実際に使っていただくと非常に簡単です。当社の切削加工機の場合は、3DCADの図面データさえ用意していただければ2時間程度の講習で使えるようになります。実際、大学の研究室や医療機関等、ものづくりを本業としない人にも多く使われています」と大江氏。

医師が自分にあった医療器具を作るための試作に利用したり、物理学や化学の研究室で流路を作るために活用したりと、製品開発以外のシーンでも3D切削加工機は利用されている。3DCADが普及している今、つくりたいという気持ちさえあれば誰もがチャレンジできるようになっているのだ。

樹脂切削専用の環境構築が肝心

初心者が手軽に取り組めるようになり、裾野が広がる一方で、ある程度ものづくりの経験のある企業が、新たに樹脂専用に切削加工機を導入する例も増えている。特に注目したいのが、金属加工が行えるマシニングセンターを導入している企業でも、小型の切削加工機を樹脂用として導入している例だ。

「金属や木などを専用に扱っているならば、材料を再利用する方法や焼却する方法があります。しかし樹脂の削り屑と金属等の削り屑が混在すれば、そうはいきません」と大江氏は語る。

樹脂材料には、非常に柔らかいものから金属なみに固いものまで、多彩な種類がある。さまざまな材料を複合的に利用している新素材もあり、その削り屑は混在しなければ単なるゴミだが、金属等と混在すると産業廃棄物になるという。樹脂を削るというだけならば、金属の切削加工ができる設備があれば削ることは可能だ。しかし、業務として考えるとそういうわけにはいかない。

「樹脂を削れば、機器内に細かな削り屑が残ります。次に金属を削った時、これが混ざればゴミが産業廃棄物になってしまう。だからといって時間をかけて念入りに洗浄するのでは、手間と時間が膨大にかかります。こういうことまできちんと考えている企業は、マシニングセンターとは別に、試作等の樹脂加工専用のものとして弊社のMDXシリーズを導入してくれています」と大江氏。

効率的な加工業務のためには、手持ちの機器で済ませるのではなく、別途樹脂加工用の専用設備を用意することが重要なのだ。

先行ユーザーの成功事例も豊富

ローランド ディー.ジー.の3D切削加工機を導入し、試作内製化や治具内製化をすでに実現している企業は数多くある。

治具製作に取り組んでいる企業の1つが、小松村田製作所だ。従来は検査治具を全て外注していたが、内製化することにより治具製作コストを1/10、製作期間を1/3と大きく効率化した。京セラも治具内製化を行っている。携帯電話の組立製造を行うにあたって必要となる治具を、必要な時に必要なだけ迅速に作れるようになったことで、時間的効果まで含めるとコストが1/10になったという。どちらも、それまで内製には取り組んでおらず、ノウハウのない状態からのスタートだったが、初期投資コストを早期回収できた成功事例だ。

試作内製化の事例も紹介しよう。近藤科学では、ラジオコントロール模型のプロポ制作に活用している。以前は手作業で行っていた試作を3D切削加工機で行うようになったことで、アイデアを容易に形にできるようになり、さらに試作自体もほぼ材料費だけで可能になった。開発費を気にせず、時間が許すかぎりデザインに注力できるようになったという。

オンキヨーでは試作と治具製作の両方で活用している。双方を内製化したことで開発速度が向上し、複雑な治具でも必要があれば即対応できるようになった。さらに、開発途中のデータを外注に出すことがなくなったため、技術情報漏洩のリスクも軽減するという効果があった。

この他にも、多くの企業が3D切削加工機を導入し効果を出している。多くの場合、切削加工機を扱ったことはなかったという状況から、早い段階で効果が実感できているというのも大きな特徴だろう。

ローランド ディー.ジー.ではそうした事例をまとめて紹介するとともに、すでに3D加工に取り組んでいる企業や、興味を持っている企業からの声を吸い上げ、活かすことにも注力している。

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