現代生産におけるアディティブ製造（AM）の4つの必須ユースケース

この記事はFast Radiusのオリジナル記事です。

アディティブ製造（AM：積層造形）と聞いて真っ先に思い浮かぶのは、プロトタイピングでしょう。従来の製造ランの制約なしに設計を素早くイテレーションする必要があるとき、ハードツーリングが不要なAMは、迅速なイテレーションを可能にするため適しています。

しかし、製品開発のプロトタイピング段階にある企業だけがAMの恩恵を受けられるわけではありません。スピード、効率、品質、コスト削減の面で従来製造法を凌駕する能力により、AMの採用理由が特に明確になる、他の4つの具体的なユースケースがあります。

少量生産ラン

従来製造では、エンドユース部品を大量生産して単価を下げる必要があります。数万〜数十万個の生産であれば、レガシープロセスが合理的です。しかし、生産ランが数百〜数千個のオーダーならどうでしょう？ 高額な資本支出のため、従来製造は実現性に欠けるかもしれません。

射出成形を例に取りましょう。典型的な金型コストは、生産開始前から2万ドル〜11万ドルかかります。しかしAMでは、ツーリングのための資本支出がゼロで、部品生産を市場需要に正確に合わせてスケールできます。最小注文数量なしで、はるかに少ない数量で部品を生産でき、製造コスト削減と在庫削減が可能です。

部品の統合（コンソリデーション）

経済的利点に加え、AMには、長らく「製造不可能」とされてきた特定タイプの部品に対して、重要な設計メリットがあります。例えば、複雑な部品を単一の統合ユニットとして製造することです。格子構造のような極めて複雑な形状や、可動アセンブリさえもAMで可能です。部品をその用途に正確に適合させ、機能のために設計することができます。これは、「古いやり方」である製造制約に合わせて設計するのとは対照的です。

この、シンプルでより効率的な部品設計を創出する能力には多くの利点があります：

• 組立コスト削減、複雑部品に伴う隠れたコストとプロジェクト遅延リスクの低減、結果として全体プロジェクトコストの低減。
• 材料使用量削減 — AMでは最大70%の材料削減が可能。
• リスク低減 — サプライヤーが一部品を欠品するリスク低減、部品故障リスク低減。

例えば、あるメーカーがFast RadiusおよびCarbon®と協力し、2018年NeoConで名誉あるイノベーション賞を受賞したSILQチェアの設計を行いました。アームキャップは伝統的に3つの別部品として製造され、後で組み立てられていました。しかし、このメーカーとFast Radiusにより、格子構造で材料使用量を大幅削減した、一体成型のアームキャップとしてプリント可能になりました。

カスタマイズが必要な部品

この企業は、SILQチェアのアームキャップ設計で、AMのもう一つのメリットも活用しました：設計要素を非常に小規模で迅速にカスタマイズする能力です。法人顧客は、注文するチェアのアームキャップのテクスチャ変更、ロゴ追加、可変シリアルナンバー記載などでパーソナライズできます。

初期ツーリングのコストと時間制約がないため、設計を特定の部品用途や消費者ニーズに合わせて、単一ユニットレベルまでカスタマイズできます。これは、機能性と美的処理（ブランディングを含む）の両方のカスタマイズに極めて有用です。消費者の4分の3以上がカスタマイズ家具に10%以上のプレミアムを支払う意思があるため、単一ユニットレベルまでパーソナライズできる能力は、企業に市場での優位性を与えます。

小型部品

ソフトボール大以下の小型コンポーネントは、AMで極めて少量生産するのに特に効率的です。そして、非常に小さな部品で生産をスケールアップすると、従来の射出成形との損益分岐点が数千〜数万個で見られます。実際、ピンポン球サイズ以下の小さなプラスチック部品では、従来製造を全面的に使う経済的合理性がほとんどありません。

シカゴ拠点の上肢義手メーカーが、フラッグシップ製品の第2世代改良のためにFast Radiusを起用しました。この医療機器は、電気的パターン認識を用いて、上肢を失った人々が義手の動きを完全に制御できるようにします。

システムに不可欠な2つの部品、キャリブレーションボタンとキャンプラグは、非常に小さく、ボタンが精密なユーザーインタラクションのために必要とする特定のテクスチャ仕上げを含む複雑なディテールを持っています。これらの部品をAMで製造することは、設計が明示的な管理下にあり、スループットも依然として印象的であることを意味します — ボタン135個（11x11x5.5mm）を35分、キャンプラグ848個（1.75×5.2×3.2mm）を23分で製造。

上記のシナリオのいずれかが貴社の製造ニーズに合致するなら、アディティブ製造の検討時です。製造プロセスの改良、部品品質とボトムラインの改善について話し合いましょう。

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