3Dプリンティングが切削加工と産業設計を変革する理由

数年にわたり、スキャニングやプリンティングなどの各種3D技術が、従来の生産プロセスを補完してきました。より広い視点で見れば、新技術の活用は、顧客に最良のソリューションを提供したい切削加工・設計企業にとって不可欠です。

例えば、HARtechのカスタム産業機械設計部門は最近、3Dスキャナーを導入しました。これにより、複雑な部品、ドラフト、ピース、モデルの作成に3Dスキャニングを活用できるようになりました。

HARtechをはじめとする産業企業がこれらの新技術に注目する理由を見ていきましょう。

3Dプリンティングのメリットとは

3Dプリンティング（または3D加工、3Dスキャニング）は、物体の特性を取得して三次元モデルを形成するシステムです。この技術は、空間内の点群の取得、すなわち座標系でグループ化された一連のデータポイントを連携させて固定することに基づいています。

言い換えれば、3D加工用スキャナーは対象物にレーザーを照射し、スキャナーと対象物（モデル）の各点との距離を記録します。収集された様々な情報はデジタルファイルに変換されます。デジタルファイルとしてモデルを取得した後、3Dプリンティングが複雑な部品をシンプルな形で製造する役割を果たします。

3Dプリンティングの5つの主要メリット

様々な加工プロセスがありますが、3Dプリンティングはそれらの品質向上に最適なソリューションです。

3D加工ソフトウェアは、以下の5つの主要機能により、製品の品質と量を向上させます：

1. 製造欠陥の最小化
2. コスト効率
3. 時間管理
4. 設計の自由度
5. 多様な材料の使用可能性

1. 製造欠陥の最小化

3D加工の主なメリットの一つは、非常に少ないエラーで大量の複雑な部品・製品を製造できる点です。この手法の精度は、精密加工に迫るレベルに達することさえあります。

これにより、形状や部品を顧客ニーズに合わせて極めて具体的かつパーソナライズされた形でモデリングできます。

2. コスト効率

3Dプリンティングは、特に小ロット生産や試作において、他の従来製造工法より大幅に経済的です。このコスト削減は、より複雑な部品の組み立てをシンプル化することで実現されています。

3. 時間管理

3Dプリンティングと加工のもう一つの利点は、これらの新技術を用いた製造プロセスが非常に高速である点です。

スキャニング後の部品プリントに数時間かかることはあっても、従来の産業設計プロセスより製造時間は短縮されます。以前なら設計・製造に数週間〜数ヶ月かかっていた製品が、わずか数日でリリース可能になります。

4. 無限の設計可能性

3Dプリンティングは創造性の限界を押し広げます。切削加工や3Dプリンティングによる産業設計試作のもう一つの大きなメリットは、高い設計自由度です。例えば、最高性能の3Dプリンターなら、幾何学的に最も複雑な形状や部品であっても無限に設計可能です。製品サイズにも制限がなく、複雑なモデルを完成させるためのパーツスケーリングも3Dプリンティング技術で可能です。

5. 多様な使用可能材料

3Dプリンターで使用できる材料の種類は増え続けており、日々新素材が開発されています。例として、ローカル成形用のプラスチックや樹脂、さらにはステンレス鋼やコバルトクロム合金などの金属合金があり、要求の厳しい産業向け複雑部品の製造にも対応できます。

様々な業界で広がる3Dプリンティングの活用

3D加工サービスの台頭で恩恵を受けているのは産業企業だけではありません。ケベック州や世界中で、3D加工を用いた設備・製品の設計がますます一般的になっています。主な分野は以下の通りです：

• 医療・リハビリテーション：3Dプリント義肢は多くの国で使用され、大きなインパクトを与えています。歯科分野でも、可動義歯製作用のプラスチックやワックス部品の取得に取り組まれています。
• 芸術・ファッション：3Dプリンティングは、形状とオブジェクトの創造の限界を押し広げることで芸術界で大きな成功を収めています。多くのブランドが靴、衣服、バッグ、アクセサリー、ジュエリーの製造にこの技術を採用しています。
• 教育：大学は常に最新技術を取り入れ、優秀な学生と教員を惹きつけてきました。今日、教授や技術者は3D技術で新しいツールを設計し、学生はこれらの技術を研究に活用しています。

3DプリンティングかCNC加工か

自社に適した技術を判断する前に、CNC加工と3Dプリンティングのプロセスの違いを理解することが重要です。

CNC加工（コンピュータ数値制御加工）は減法製造プロセスです。マイコンに組み込まれたソフトウェアで接続されたCNC穴あけ機が、余分な材料を除去して部品を削り出します。このプロセスは3D加工よりコストがかかりますが、より多くの部品を生産できます。

3Dプリンティングは加法製造プロセスで、デジタル設計からオブジェクトを作成します。このオブジェクトは、薄い材料層を徐々に積層・融着させることで製造されます。このプロセスは、3Dオブジェクトを反映するために多数のデータポイントの調整を容易にします。

HARtechによる3D加工

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