3Dプリンタ

高精度で高靭性 試作のための3Dプリンタ 高精細3Dプリンタ AGILISTAシリーズ

3Dプリンタの商品一覧

高精細3Dプリンタ AGILISTA シリーズ

AGILISTA シリーズ - 高精細3Dプリンタ

高精細3Dプリンタ「AGILISTA(アジリスタ)シリーズ」は、高精度と高靭性を実現した試作のための3Dプリンタです。これまでの3Dプリンタは、造形物の精度が高いと靭性が足りずに割れやすく、靭性がある場合には精度が足りないケースがほとんどでした。「AGILISTAシリーズ」は高精度と高靭性を両立しているため、造形物を「かん合」させて「ネジ締め」して組み立てすることが可能です。高精細3Dプリンタ「AGILISTAシリーズ」はインクジェット方式の採用により積層ピッチ15μmの高精細造形を実現。造形中の反りも少なく高精度な造形が可能です。また、アクリル樹脂に少量のウレタンを加えて柔らかくして、高精度な3Dプリンタなのに靭性を持たせています。

インクジェット方式だからできる高精細造形

インクジェット方式の採用により積層ピッチ15μmの高精細造形が実現。さらに、複数の細かなノズルから印刷するように造形するため、Z方向だけでなく平面方向も高精度に造形できます。また、造形中に材料を高温にする必要がないため、歪みを抑えて反りの少ない造形が可能です。

造形物のかん合とネジ締めが可能

これまで光硬化性の樹脂は靱性がないため、少し力が加わると割れてしまいました。高精細3Dプリンタ「AGILISTAシリーズ」の樹脂はアクリルに少量のウレタンを加えることで、柔らかく靱性があります。組み立ての確認をする際に重要なネジ締め・かん合の評価に最適な特性です。

3Dプリンタ造形材料(アクリル樹脂、シリコーンゴム)

高精細3Dプリンタ「AGILISTAシリーズ」で使用できるモデル材(造形材料)は、カートリッジ式でUV硬化アクリル樹脂とシリコーンゴムです。アクリル樹脂はもっとも一般的な透明樹脂「AR-M2」と耐熱樹脂「AR-H1」の2種類の材料があります。またシリコーンゴムは低硬度シリコーンゴム「AR-G1L」と、高硬度シリコーンゴム「AR-G1H」の2種類です。AGILISTA-3200であれば1台でアクリル樹脂とシリコーンゴムを切り換えて使用できます。(その他は「AR-M2」のみ使用可)また、3Dプリンタは造形する際にはモデル材だけではなくサポート材が必要で、「AR-S1」がサポート材になります。

3Dプリンタとは

3D-CADにて設計した3Dデータ(STLデータ)から、立体モデルを造形できるのが3Dプリンタです。3Dデータを薄くスライスしたデータに変換して、そのスライスデータを積み上げながら造形します。3Dプリンタには、熱で溶かした樹脂を積み重ねる「熱溶解方式」、液状のUV硬化樹脂を紫外線で少しずつ固める「光造形方式」などさまざまな方式があり、使える材料のバリエーションも広がってきています。しっかりとした材料が出てきたことで治具として使われるケースも増えてきていますが、試作品の造形が3Dプリンタのメインの使い道です。3Dプリンタの造形物は、商品開発の手戻りを防止するためのコミュニケーションツールとして役立っています。

3Dデータ→造形完了→造形モデル完成

3Dプリンタのメリット

3Dプリンタのメリット1:設計の問題点を抽出し、商品開発をスピーディーに

3Dプリンタがあるときの一番のメリットは、手戻りを防止して商品開発をスピーディーにできることです。3Dプリンタの造形物を使って設計の問題点を抽出することで、商品開発の後工程で発生する大きな手戻りを防止できます。

3Dプリンタの強みのひとつが、アイデアをすぐに試せることです。試作を外注している場合には見積もりの取得や、上長の承認を得る必要があるために、タイムリーに試作品を入手することができませんでした。また、費用が掛かるために最小限の試作で済ませることになってしまいます。身近に3Dプリンタがあれば確認するべきタイミングで造形をして、問題点の抽出や正確な意思疎通が可能になります。さらに、複数のアイデアを試すなど設計の精度を高められるため、手戻りを防止して商品開発のスピードを加速させられます。

企画・構想 複数のデザイン案を実物にした上で選べる。スケールモデルで従来商品の問題点を洗い出せる。顧客に合わせたグリップのサイズを実物で確認できる。

3Dプリンタのメリット2:部門間のコミュニケーションを容易に

3Dプリンタがあれば製造部門など他部門とのコミュニケーションが容易になります。3D-CADに馴染みがないエンジニアとも正確な意思疎通ができるので、量産性やメンテナンス性を向上させることに役立ちます。

3Dプリンタの造形物には意見やアイデアを引き出す効果があります。製造部門やメンテナンス部門など3D-CADと馴染みがないエンジニアとのコミュニケーションを商品開発の早い段階から増やすことで、量産性やメンテナンス性を高められ設計の精度を向上させられます。3D-CADの画面や図面だけでは得られない意見やアイデアを、早期に設計に反映できるので、手戻りの防止にも役立ちます。また、商品リリース後のコストダウンにもつながります。

設計 複雑な機構をしている商品の組立性を事前に確認できる。ハーネスの取り回しを考慮した設計ができる。ネジからスナップフィットにできないか検討できる。

3Dプリンタのメリット3:治具制作を最適化して生産性を向上

3Dプリンタで治具を最適化して生産性を向上できます。小ロットの治具を短納期で作れることはもちろん、3Dプリンタならではの形状で治具を軽量化して作業性を上げることも可能です。

3Dプリンタは治具の制作にも役立ちます。強度や精度を求めなければ小ロットの治具を造形してそのまま使うことも可能です。小ロットの治具や自由曲面の製品の受け治具であれば外注に依頼して制作するよりも、短納期で造形できることもあります。また、人手やロボットが使用する治具を肉抜きした設計にして軽量化することで、作業性を上げたりロボットのスペックを下げてコストダウンできるケースもあります。逆に、製品の形状を造形して生産開始前に治具を最適化し、早期に生産性を向上させることができます。

生産準備 商品に合わせて最適なロボットハンドを複数案で試せる。最終試作が上がってくる前に製造ラインで実験できる。自由曲面を持つ商品の座りを見極められる。

3Dプリンタの導入事例

株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング様

設備設計における「手戻り60% 減」·「リードタイム15%減」を実現。
3Dプリンタが業務効率の向上と社内イノベーションの活性化をもたらしました。

株式会社アルファ様

他社製3Dプリンタではできなかった漏水チェック、ギア・レバーの組付け確認などもできるようになりました。

ニッパツ・メック株式会社様

プレジャーボートの制御装置のデザイン性、手へのフィット感、組付などを、キーエンスの3Dプリンタを使って確認しています。

3Dプリンタに関するよくあるご質問

3Dプリンタで使用できる材料には、柔らかいゴムから樹脂や金属までさまざまな材料があります。材料ごとに使える造形方式が異なるために、それぞれの特徴を理解した上で使用する必要があります。

・ABS → 熱溶解方式
・ポリカーボネート → 熱溶解方式
・ナイロン → 粉末焼結方式
・アルミ → 粉末焼結方式
・ゴム → インクジェット方式、プロジェクター方式、光造形方式
・アクリル → インクジェット方式、プロジェクター方式、光造形方式

たとえば、キーエンスの3Dプリンタ「AGILISTAシリーズ」はインクジェット方式なので、アクリル樹脂とシリコーンゴムにて造形できます。ここで注意したいのが、3Dプリンタは専用材料を使用しているため、一般的なアクリルとシリコーンゴムとは特性が異なってしまうことです。材料の名前が同じでも、3Dプリンタの造形物と金型の成型品では特性が異なるものになることを理解した上で使用する必要があります。
3Dプリンタにはさまざまな造形方式があり、使える材料以外にも特徴があるため、想定している用途に応じて使い分けが求められます。

【熱溶解方式】
構造が簡便で扱いやすく強度のある造形ができます。
細部を表現することは苦手なため、治具などの造形が得意です。

【インクジェット方式】
3Dプリンタとしては高精度な造形ができます。
それなりに強度はありますが、試作品がメインの用途になります。

【光造形方式(プロジェクター方式)】
造形サイズは限られますが、造形スピードが早く表面が滑らかにできます。
ジュエリー業界や補聴器業界などで主に使われています。

このように3Dプリンタは方式ごとに得意・不得意がはっきりしていて、材料の選択以上に方式の選択の方が重要な要素になるケースもあります。
3Dプリンタのメリット
・金型の制作がいらない
・形状の自由度が高い(アンダーカットなどの考慮が不要)
・小ロットで制作できる

3Dプリンタのデメリット
・材料が高価である
・専用材料しか使えない
・寸法精度が低い
・異方性がある(方向によって強度差が生じる)
・量産性が低い

3Dプリンタは生産設備としてとらえた場合には、実はデメリットの方が目立ってしまいます。特に、「材料が限定される」「寸法精度が低い」ことは用途を限定してしまう一因です。逆にわかりやすいメリットがあり、これらのメリット・デメリットをしっかりと理解した上で、活用することが求められます。

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