つれづれデジカメ日記

①自動車分野
GMの自動車には30,000個/1台を超える部品が使われているそうです。自動車分野では、部品製造の一部を3Dプリンターに置き換えることで、次世代型の自動車開発を目指す動きが見られます。

②航空・宇宙分野
航空・宇宙分野でも3Dプリンターを活用する動きが見られます。

この分野は、気圧や温度といった過酷な条件に対応するため、「破損など、絶対にミスが許されない設計」が求められます。

3Dプリンターは3DCADで制作したイメージをそのままに表現できます。昨今の金属3Dプリンターの精度が向上していることもあり、海外を中心に実用化が進んでいます。

③ロボティクス分野
ロボティクス分野では、主に「パーツ製作」での活用が広がっています。

株式会社イクシスリサーチでは、現場のニーズに合わせた「保守用ロボット開発」のため、3Dプリンターを活用しています。

「従来は、顧客ごとのニーズに対応すると、製作費・日数がかかり、ビジネスの拡大と相反するとの課題がありました。3Dプリンターを活用することで、顧客重視の開発ができるようになりましたし、何よりも試作品の提案の幅が広がりました。」と担当者は語ります。

「3Dプリンターは設計データがあれば製造できる」との特徴があるため、ロボットのカスタマイズにも柔軟に対応できます。

④産業機器分野
無人搬送機、クレーン、ベルトコンベア、プレス機といった産業機器においては、他の分野と同様に「パーツ製作」に3Dプリンターが活用されています。

一例として、Thogus社では試作品の開発から自動機の開発まで3Dプリンターを活用しています。

「3Dプリンターを使うことで低コストで、かつスピーディーな試作品開発が可能です。また、多くのフィラメントをテストすることができ、最適な素材を検証する上でも重宝しています。」とThogus社の担当者は語ります。

大きさにもよりますが、小型の試作品であれば3Dプリンターでは数時間で製造できるケースがありますので、試作品開発のスピードを大幅に向上させることが期待できます。

⑤コンシューマー製品分野
コンシューマー製品分野では、活用事例が豊富です。

フィギュア、アンティークなどを始め、様々な事例があります。

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金属造形が可能な3Dプリンターはものづくりの現場で大活躍
3Dプリンターは製造業の現場などでは少し前から知られている技術になりますが、最近ではさまざまな場面で造形方法も多様化しています。ものづくりの現場のみならず使用されているアイテムになりますが、それでも今でも一番貢献していると言われているのが製造業での活躍です。色々な製造業の現場で導入がされていますが、実際に利用することによってどのようなメリットが存在しているのでしょうか。
3Dプリンターといっても色々な造形方法がありますが、今回はその中でも利用率が多い金属造形についてのメリットについて紹介をします。
まず、魅力的な部分としては、製品の品質向上に役立つ点です。
たとえば、商品などの開発をする際に手動で一つひとつ作っていくと何らかのミスが起きてしまう場合もありますし、商品一つひとつをすべて同じ品質に仕上げるのは難しいと言われています。

しかし、3Dプリンターを利用すれば、データを読み込むことで同じ品質の部品などを必要な分だけ作り上げることができます。
たとえば、金属の部品を作りたい場合にすべて同じ品質で作りたいと思っている時には、金属造形が可能な3Dプリンターを利用し、それを管理する手法を構築することによって、バラつきのない品質で製品を完成させることができます。
たとえば、飛行機などに使用される部品は品質が重要になります。一つひとつの部品の品質が異なれば安全に飛ぶことができませんが、3Dプリンター同じ品質の部品を作り上げる管理手法を構築しているメーカーも出てきており、飛行機の部品などにも必要とされているアイテムとなっています。

また、業務の効率化につながるのも魅力的です。例を挙げると、新商品の開発をする際にはプレゼンテーションなどを行って集まってくれた方に説明をすることとなりますが、実物がなければなかなかスムーズに説明をすることができません。
また、パソコンなどを使用して説明ができたとしても理解できる人とできない人がいますが、3Dプリンターを利用することによって、データがあればプレゼンテーションなどの早い段階で完成品に近いものを持って説明することができます。実物を用意できるので、理解も得られやすく開発の開始時期を早められる可能性も高くなるので業務の効率化につながります。
このように、メリットについて紹介しましたが、これからもものづくりの現場で活躍するアイテムになると言われているので、導入について考えている場合にはメリットも見ながら検討すると良いでしょう。

金属造形のオペレーティングリースについて
金属造形に限らずですが、3Dプリンターを導入する際にはオペレーティングリースする方法が存在しています。
たとえば、大型の3Dプリンターを導入したいけど、導入コストで悩んでいるという方もいるのではないでしょうか。こういった場合にはオペレーティングリースに対応してくれるところも存在しているので安心です。
では、実際にオペレーティングリースをすることで具体的に説明すると、どのようなメリットが存在しているのでしょうか。今回は、オペレーティングリースを利用しようと思っている方のためにメリットについて説明します。

まず、魅力的な部分は所有権がオペレーティングリースしてくれる会社にあるということです。
たとえば、金属造形が可能な大きな3Dプリンターに関してはメンテナンスが必要になりますが、点検については知識がないという場合にオペレーティングリースなら対応してくれるところもあるので、万が一故障をしてしまった時でも復旧にかかる時間を短くすることができます。オペレーティングリースなら保守契約も充実しているので安心です。

さらに、保証が充実しているのは魅力的です。金属造形などの3Dプリンターは設備が大きいので保守費用や部品の交換などにかかる費用もコストがかかります。購入を検討している方の中にはこれからの費用を負担することになりますが、オペレーティングリースなら保証が充実しているので、保証期間内ならオペレーティングリースしてくれる企業が対応してくれます。安心感もあるのがオペレーティングリースの魅力です。
今回は一部分の説明をしましたが、これから導入を検討している方は購入とオペレーティングリースの二つの方法があるということを知っておくと、導入後に後悔をすることは少なくなります。

金属造形の販売やオペレーティングリースを行っている業者の選び方
近年ではさまざまな3Dプリンターが販売されていますが、実際に販売店の選び方によっては取り扱っている機種も違うので、選ぶ際に悩んでしまうこともあります。実際に導入する時には後悔をしたくないと思っている方も多いと思うので、今回は販売店の選び方について紹介します。
まず、取り扱っている機種が業種に対応しているかどうかです。
たとえば、金属の部品を作りたい場合には、金属造形が可能な3Dプリンターを選ぶ必要があります。販売店によっては機種が異なるので、用途に合う3Dプリンターが販売されているところを選択するようにしましょう。
また、見積もりをすることで細かな金額まで出すことができ、料金の面でトラブルが発生することもないので、見積もりはあらかじめ行うようにしましょう。

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ロボットを利用した段ボール箱の積みつけライン
直交ロボットと上記パレタイザーを組み合わせたラインによって、段ボール箱の積みつけを自動化した導入事例です。重労働の物流において定型の荷物を運搬する業務は、比較的省人化に着手しやすい領域です。

貴重な人材を重労働から解放して効率的に活用できます。動線さえ確保できれば直線的な単純作業でコンパクトに動けますので省スペース化にもつながります。またクリーンルーム対応の製品もあります。

ロボットを利用したフレキシブル基板へのワーク貼付自動化
直交ロボットと上記シールマウンターを組み合わせて、電子機器の基板に補強材・絶縁材・水密通気フィルム等のワークを自動で貼り付ける導入事例です。

対象ワークが極小・微細であったり変則的な形状をしているといった理由で自動化が困難であると思われるケースにも、現在は対応可能な製品が登場してきています。省人化によって高速度化やコストダウンが見込めます。

ロボットを利用したホットメルトの高精度自動塗布システム
直交ロボットと上記テーブルコータを組み合わせて、対象ワーク（プラスチック、積層材、ゴム、紙などの工業用シート材）にホットメルトを自動塗布する導入事例です。

広範囲に対して高精度かつ高速に適正量のホットメルトを塗布することが可能です。ホットメルトは加熱中に気化するため作業員が吸入すると呼吸器系に悪影響を及ぼすおそれもあり、省人化することで労働環境の改善が期待できます。
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梱包ロボットを導入する際、同時に導入したい周辺機器について紹介します。

ベルトコンベア
ベルトコンベアは、台車の上に輪状のベルトを乗せて、回転させることで製品を移動させる設備です。

製品をベルトコンベアで移動させ、流れてきた製品をロボットで梱包することで梱包の自動化につながります。

箱折り機
箱折り機はダンボールや包装用紙などを自動で折りたたむ機械です。製品を出荷する際、ダンボールなどに製品を入れて出荷することが多いです。梱包ロボットだけでなく、箱折り機があることで、梱包の自動化が実現します。

架台
ロボットを導入する際には、乗せておく架台が必要になります。単にロボットを乗せるだけでなく、安全性を配慮した設計や剛性、強度設計などロボットの稼働に耐えられるものを導入する必要があります。

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製造業には欠かせないのが溶接です。溶接用ロボットの導入事例を確認していきます。

曲面や立体形状アルミ部品のスタッド溶接加工作業をロボット化
精密板金加工の部品へのスタッド溶接作業は従来作業者が行なっていました。単純な作業ではあるものの、垂直に溶接ガンをキープする必要があり、集中力が求められる作業でした。

そこで、垂直多関節ロボットを導入し、ワークをセットすると自動で指定した箇所にスタッド溶接するように変更します。作業者の負担が減り、労働生産性が4.4倍に上がりました。

アルミ溶接工程へのレーザー粉体肉盛ロボット導入
アルミニウム溶接加工は熟練作業者が必要で、技術の伝承が課題でした。

今回、レーザー式溶接機を垂直多関節ロボットに持たせることで、複雑な形状でも溶接できるようにロボットを導入しました。

結果、労働生産性が2倍になり、品質面でも向上することに成功しました。

鍛造金型の硬化肉盛り工程へのロボット導入
熱間鍛造用の金型製作時に表面を硬化肉盛り処理を行う必要があります。この作業は高度な熟練技能が必要なため、ロボット導入により、自動化を図りました。垂直多関節ロボットにより、歪が少なく、高品質な肉盛りが実現し、労働生産性が大きく向上しました。また、作業者を過酷な作業環境から解放することにもつながりました。

レーザー溶接のための大型薄板部品嵌合へのロボット導入
薄板部品のレーザー工程では、部品同士の隙間があると溶接できないので、人の目視が必要な工程でした。今回、ロボット2台を導入し、部品を持たせてガルバノスキャナによる溶接を行いました。

結果、1セットあたりの溶接時間が大幅削減し、労働生産性が4倍になり、品質の向上も見られました。

鉄道車両用床板部品のスポット溶接工程自動化ロボットの導入
鉄道車両用床板部品では従来より、大型専用機を導入してワンサイドスポット溶接を行なっていました。専用機は多工程への展開が見込めず、今後の水平展開も考えて、垂直多関節ロボットを用いたシステムを導入しました。

既存のロボットシステムにサーボガンを導入することで、課題であった加圧力1トンを実現し、労働生産性が8倍に向上しました。また、過酷作業の代替にもつながりました。

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