製造リードタイムを短縮する3つの実証済み戦略：プロセス選定・設計・コミュニケーション

すべての企業は、部品を可能な限り速く製造したいと考えています。生産が速ければ市場投入までの時間が短縮され、商業上の優位性と利益増大につながります。

ラピッドプロトタイピングと生産をサードパーティメーカーに外注する場合、製造スピードは自分の手の外にあると思うかもしれません。しかし、これは真実から程遠いことです：設計者と開発者は、メーカー自身と同等かそれ以上に、オンデマンド製造の高速化に大きな役割を果たせます。

この記事では、適切な製造プロセスの選択から、メーカーとの効率的なコミュニケーションラインの構築まで、どうすれば部品をより速く作れるかを探ります。

高速な製造プロセスを選ぶ

最高のメーカーでも、プロセスによって速度が異なるという事実は変えられません。

とは言え、常にプロセスを自由に選べるわけではありません。例えば、量産部品が鋳造や鍛造を必要とするなら、単に「3Dプリントにしよう」と決めることはできません。そうすれば部品の機能と能力が根本的に変わってしまいます。

したがって、特定のプロジェクトでどの製造プロセスが可能かを判断することが重要です。

ラピッドプロトタイピングでは、量産よりも一般にはるかに高い柔軟性があります。ほとんどの試作には厳格な機械的・材料的要件がないため、速度を他の要因より優先できます。

量産部品には厳しい要件があります。しかし、試作で速いプロセス（例：3Dプリント）が、必ずしも量産で速いプロセスとは限りません。

CNC加工

CNC加工は、特に少量生産と試作において比較的高速な製造プロセスです。工具が不要で、最新の5軸機械は複数セットアップの必要性を減らします。

大量生産には効率が悪く、規模の経済性はありません（個数を増やしても単位あたりの時間は大きく減らない）。複雑な部品の加工は、シンプルな部品より時間がかかります。

射出成形

射出成形は金型製作を必要とする二段階製造プロセスです。そのため、少量生産と試作では遅いプロセスです。

しかし、金型製作は遅いものの、プラスチック射出自体は一瞬です。つまり、工具が完成すれば、プラスチック部品の各ユニットを非常に速く製造できます。したがって、大量生産では非常に高速なプロセスとなります。

板金加工

板金加工で部品を作るべきかは通常明確なので、板金と他のプロセスで迷うことは稀です。

しかし、板金加工には多くの個別工程があり、必要な機械の種類（ベンダー、シャーリングマシンなど）が多岐にわたるため、CNC加工のようなオールインワンプロセスより、試作と少量生産が遅くなる傾向があります。

3Dプリント

3Dプリントは、試作と極少量生産（通常10個未満）において高速な製造プロセスです。

その速さは極めて短いセットアップタイムに由来しますが、実際の製造時間は特別に速く見えないかもしれません。重要なのは、3Dプリンターは非常に複雑な部品をシンプルな部品と同じ速度で造形できる点で、これはCNC工作機械などの削除技術とは異なります。

高速製造はメーカーの専門性だけに依存しません。製品設計者も、部品をどれだけ速く作れるかを決定する上で重要な役割を果たします。

製造しやすさのための設計（DFM）の原則を適用すれば、オンデマンド製造パートナーからより良い部品を、より速く入手できます。

これは、部品がどう作られるかを見極め、設計を生産手法（CNC工作機械、射出成形機、その他）に適したものに仕立てることを意味します。

しかし、各製造プロセスには独自の部品設計基準がありますが、製造を高速化するために守れる普遍的な原則もあります。

複雑なフィーチャーをシンプルにする: 大半のケースで、不必要な複雑さは製造を難しくし、リードタイムを伸ばし、コストも増やす可能性があります。装飾的なディテールのために待つ価値があるか自問してください。
緩い公差を許容する: すべての企業は部品を整然と均一にしたいですが、非クリティカルな寸法で厳しい公差を要求すると時間を浪費します。絶対に必要な箇所のみ厳しい公差を指定し、メーカーが速く作業できるよう余地を残してください。
加工しやすい材料を選ぶ: 材料選定が部品の最終用途や顧客要件で決まる場合もあります。しかし柔軟性があれば、加工しやすい材料を選ぶことで時間を節約できます。例えばCNC工作機械では、鋼よりアルミニウムの方が高速に切削できます。
1セットアップで複数部品: 小型部品を複数個必要とする場合、1回のセットアップで複数個をCNC加工したり、同じプリントベッドで複数個を3Dプリントしたりできる可能性があります。

部品設計が完了し、適切なプロセスと材料が特定された後でも、メーカーの仕事を可能な限り楽にすることで、オンデマンド製造時間をさらに短縮できます。

製造において最も重要な要素の一つは明確さです。設計のミスと曖昧さをダブルチェックしてください。設計がシンプルで加工しやすくても、あなたの意図を機械技師や他の製造プロフェッショナルに伝えるため、特定の形式で提示する必要があるかもしれません。

技術図面を準備すれば、多くの潜在的な曖昧さを排除できます。

技術図面はデジタル設計を補完し、CADファイル自体には示されない公差、表面仕上げ要件、注記、その他の要件を含みます。

技術図面には、メーカーへのノートを追加することもでき、自然言語で目的と要件を説明できます。これらのノートを明確かつ明確にすれば、メーカーとプロジェクトについて議論し続ける必要がなくなります。

もちろん、同じ相手と繰り返し仕事をすれば、メーカーへの要望伝達は格段に楽になります。プロジェクトごとに新しいパートナーを探す代わりに、メーカーと長期的な関係を構築することを検討してください。ミスが減り、生産が時間とともに速くなるはずです。

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