コスト削減だけではない!工業用に3Dプリンターを導入するメリット

工業用に3Dプリンターを導入するメリットについて解説する記事です。3Dプリンターはこれまで、大量生産を目的とした製品の機能や構造、デザインなどをチェックするためのプロトタイプを製作するために、主に使われてきました。しかし、テクノロジーの発展により3Dプリンター本体や素材の機能性も増し、3Dプリンターは最終製品の製造にも使用されるようになってきました。

工業用に3Dプリンターを導入するメリット

3Dプリンター

工業用3Dプリンター・大量生産への活用も

従来の3Dプリンターは、大量生産を目的とした製品の機能や構造、デザインなどをチェックするためのプロトタイプを製作するために導入されることが普通でした。しかし、技術の進歩により3Dプリンター本体の性能が向上したこと、そして高い機能性を持つ素材が次々に登場したことから、3Dプリンターは最終製品の製造にも導入されるようになってきました。現在、製造のフローに3Dプリンターの導入が進んでいるのは、主に自動車、航空、医療といった工業分野です。プロトタイプの製造だけではなく、実際の製品製造(大量生産)への活用が進んできた3Dプリンター。工業用に導入するメリットについて解説していきます。

工業用に3Dプリンターを導入するメリット

3Dプリンターは「革命的技術」として、一時、大きな話題になりました。「第3の産業革命」ともてはやされ、一般家庭へも広がりを見せた3Dプリンターですが、いつの間にかブームは去り、日常生活においては、あまりその名前を聞くこともなくなりました。
しかし、3Dのテクノロジーはその後も飛躍的に進歩し、ビジネスユースの3Dプリンターは、その販売数を伸ばしています。もの作りの世界において3Dプリンターの導入数が増えているのは、そこには紛れもなくメリットが存在するからです。

開発・製作期間の短縮

工業においてはこれまで、パーツ等を製作する前に金型を製造していました。また、金型の製造やプロトタイプの製作自体、多くの場合、外部に依頼していました。3Dプリンターを導入すると、このプロセスは必要なくなります。プロトタイプの3Dデータさえ作ってしまえば、あとはプリントアウトするだけです。3Dプリンターを現場に投入することにより、開発や製作にかかっていた時間を節約することが可能になります。

コスト削減

3Dプリンターを導入することで大きく節約できるのは時間だけではありません。コストも節約することができます。ここで言う「コスト」は、製造におけるすべてのプロセスに関わるお金のことを指します。たとえば、倉庫や運送などの「物流」にかかるお金や、機械を動かすためのお金、人件費や材料費など、すべてのお金です。先に触れたとおり、プロトタイプは外部に製作を依頼することが多かったのですが、3Dプリンターを導入して、自社で製作をするだけでもコスト削減が可能です。自社で作業を行うようになれば、金型を作る必要もないので、思い切った技術やデザインにトライができる現場環境作りにも役立つでしょう。

クオリティアップ

3Dプリンターを工業の現場に導入することで、製造のクオリティアップにつなげることも可能です。ただし、現在の3Dプリンターの実力を考えた場合は「適切に導入する」という条件が付きます。3Dプリンターは、大量生産への活用が始まったとは言え、現状はそのフローの中で活用されている段階です。実際に3Dプリンターを製造フローに導入することでクオリティが落ちてしまうのでは意味がないので、導入前にシミュレーションを行い、クオリティアップにつながることを証明する必要があります。
海外には3Dプリンター導入により、製品のクオリティアップに成功した事例が多くあります。よく知られているのは航空分野の巨大企業GE Aviationの例で、細かいパーツの集合体だった燃料ノズルを、一つのパーツとして3Dプリンターで製造しました。一体成型の燃料ノズルは、パーツの組み合わせだった燃料ノズルよりも強度を出すことができたのです。

在庫管理の手間が省ける

3Dプリンターを工業の現場に導入することで、在庫管理の負担は明らかに軽減されます。3Dプリンターで最終製品の製造を行うとなれば、注文を受けてから製造すれば良いわけで、倉庫スペースを用意する必要もないのでコスト削減にも役立ちます。これまでは故障などに備えてかならずストックしておく必要があったパーツでも、3Dデータさえあれば間に合います。また、データはソフトウェアにより編集できるので、たとえば若干仕様を変えたパーツを作りたい場合でも、データに少し手を加えるだけでプリントアウトが可能になります。

アイデアはすぐに形に

3Dプリンターを工業の現場に導入すると、思いついたアイデアをすぐに形にすることが可能です。外部に依頼するとなると慎重にならざるを得なかった試作品作りも、自社で手軽にプリントアウトできるとなれば話は別。おもしろいアイデアが浮かんだらすぐに造型することで製品開発の活性化につなげます。

サプライチェーンをシンプルに

3Dプリンターの導入は、これまで当たり前だったサプライチェーンの仕組みをシンプルにしてくれます。在庫管理のところでも触れたとおり、製品やパーツは実物ではなくデータで管理されます。このデータをクラウド上で共有すれば、国内各地の工場のみならず、海外の工場においてもまったく同じ製品やパーツを生産することができます。輸送する手間も省けるので、「流通エリアの工場で生産→すぐ出荷」という迅速なフローを実現します。

競争力アップ

3Dプリンターを工業の現場に導入することで、以上のように、ビジネス全体に良い効果をもたらすことができます。コストと時間の無駄を大きく省けることで、競合する他社との熾烈なコンペティションに負けない体力を身につけることが可能になります。

工業の造型に変化をもたらす金属3Dプリンター

3Dプリンター

工業の現場に3Dプリンターを導入することで得られるメリットについて解説してきましたが、最後に工業の造型に変化をもたらす、金属造型が可能な3Dプリンターについてご紹介しておきます。
これまでの金属加工は、工程が多く、製作に時間がかかることが課題でした。また、これまでの3Dプリンターでは出力できるのは樹脂がメインであり、強度が課題でした。
金属3Dプリンターにはいくつかの方式がありますが、基本的には粉末状の金属にレーザー光を照射して焼結層を作り、その層を積み重ねていくことで造型します。造型可能な金属は「鉄」「ステンレス」「アルミニウム」「チタン系」など複数あるため、これまでよりも耐久性や剛性の高い試作品の作成や、最終製品の製作に使用できます。粉末状の金属を扱うので注意は必要ですが、複雑な形状の物体でも出力しやすいことが特徴です。
金属プリンターは、試作品や製品のクオリティの向上に役立ち、金型を必要としないため、製作フローにかかる時間を大幅に短縮することが可能です。材料費や装置の費用に課題は残りますが、金属プリンターは、工業の現場を劇的に変えるポテンシャルを秘めています。




工業用に3Dプリンターを導入するメリット・まとめ

工業に3Dプリンターを導入することで、ビジネス全般、特にお金と時間の面で大きなメリットがあります。3Dプリントの技術は日進月歩の勢いで進化しています。プロトタイプの製作だけではなく、実際の製品プロダクションにおいても、3Dプリンターの存在感は日に日に増しています。