豊田自動織機、3Dプリント革新を試作から量産へ展開

日本の豊田自動織機株式会社R&D管理センターでは、エンジニアが新しい機械を単に導入するのではなく、用途ごとに最適な製造手法を意図的に選択しています。この実践は、健全な社内競争文化と、現場スタッフが使用する設備を自ら選ぶべきという信念を反映しています。

豊田自動織機は織機メーカーとして創業しましたが、現在は多様なR&Dプロジェクトを手掛け、自動車ライン向けにコンプレッサー、エンジン、DC-DCコンバーター、車載バッテリー、充電インバーターなど重要コンポーネントを生産しています。

2019年からアディティブ・マニュファクチャリング（AM）戦略を率いるグループマネージャー大岩弘之氏に、同社の3Dプリントアプローチの進化について伺いました。

大岩氏によれば、トヨタグループは単一組織ではなく、各子会社が独立運営。重複部品が必要な場合、社内競争で最終採用設計が決定されます。

自動車分野では、エンジン、空調用コンプレッサー、DC-DCコンバーター、車載バッテリー、車両電圧を100Vに変換して家庭用コンセントを可動可能にする充電インバーターを製造。産業車両（フォークリフト、繊維機械）も供給しています。

自動車分野で扱う製品（豊田自動織機提供）

産業機械分野で扱う製品（豊田自動織機提供）

大岩氏が2019年にR&D管理センターへ着任したとき、使用されていた3Dプリント技術は大型カラー試作用インクジェットプリンターのみ。出力品質は高かったものの、インクジェットは最終用途部品に不向きで、より汎用的なAMソリューションへのシフトを促しました。

大岩氏と製造リーダーは、各部署が独立してFDMプリンターを使用している部長らを調査し、「3Dプリンターリエゾングループ」を結成。試作を超えた全社的導入を調整しました。

量産向け3Dプリンターのグローバル調査で、ステレオリソグラフィー（SLA）と選択的レーザー焼結（SLS）が最も有望と判断。

Formlabs Form 3ともう1台のSLAプリンターを購入し、チームが両方をテストして最適なものを選択できるようにしました。

各部署が用途に合わせてプリンターと材料を選び、知見を共有。集団的な嗜好はForm 3に落ち着きました。

大岩氏は選定理由を材料の汎用性に帰属させます：競合プリンターの産業用レジンが発売直後に販売終了したのに対し、Form 3は幅広いレジンに対応し、多様な用途ニーズを満たしました。

次世代SLAプリンターForm 4が記録的な速度で市場投入されると、原田車両設計とのパートナーシップで導入し、現場要請に応えました。

同じ哲学でFuseシリーズSLSプリンターを採用。当初は粉末残留と表面仕上げへの懸念で躊躇しましたが、Owl Craftの竹井慎也氏によるプレゼンテーション——最終用途部品の成功事例とFuse Blast自動後処理ソリューションの実証——で説得されました。

Fuseシリーズが生産投入されると、環境、広報、設計チームなどから依頼が殺到。

注目事例は、複雑なコイル巻き形状を持つモーター評価部品。SLAでも形状は造形可能でしたが、SLSなら必要な機械的強度を確保し、サポート構造不要でより高精度を実現。

サポート材不要とSLSの微細ディテール実現力が、リピートオーダーとユーザーからの高評価を生みました。

トヨタ創立100周年を記念し、自動織機シャトルから着想を得た軽量・耐熱照明器具を、新本社ロビー用にPA12ナイロン粉末で造形。

Fuseシリーズの精度とディテール、PA12の人気で、初代フォークリフトレバーセットも造形され、エンジニアをその繊細さで感心させました。

現在の依頼構成：治具約30%、試作約60%（うち機能評価40%、嵌合・形状確認20%）。

大岩氏の究極の野望は、アディティブ・マニュファクチャリングを量産ボリュームへスケールさせること。

3Dプリント室は高天井、空気清浄機、Fuse Sift等の専用粉末除去設備を備え、安全で効率的なワークフローを確保。

中期計画にはJet Fusion等の大型粉末床溶融機導入も含まれるが、戦略はまず小型Fuseシリーズを極めてからスケールアップ。

AMは大幅に進歩しましたが、大岩氏は量産が日本製造現場での本格普及前の最後のハードルと認識。それでも年次進歩を約束します。

大岩氏は2026年ワールドスキルズ競技大会（上海）日本代表AMチームのインストラクターも務め、同分野でのリーダーシップを示しています。

社内競争文化と現場スタッフへの機器選択権限付与というトヨタの原則が、R&D管理センターでのFormlabsプリンター成功導入を加速させた好例となっています。

Formlabs 3Dプリンターを詳しく知るか、営業へお問い合わせください。