梶テストリサーチ
株式会社ＫＴＲでは、品質試験・性能評価以外にも、
エコマークの申請・モニター・耐久試験等、開発業務支援も行っています。

◆今回のテーマは、「積層造形（ラピッドプロトタイピング）」です。

「ラピッドプロトタイピングとは」

ラピッドプロトタイピングとは、３次元CADデータから直接に立体の試作を数分から数時間で製造する技術のことです。
方法は、まず３次元データを一定の大きさで輪切りにスライスして、データを保存します。
そして、スライスしたデータを基に、順次積み重ねることで実際の立体を作成します。
近年、ラピッドプロトタイピングは機器の精度が上がってきており、モデルを積層するピッチが0.2ｍｍまで可能となっておりますので、複雑な形状であってもモデル化することが可能となりました。
ただ、ラピッドプロトタイピングといっても種類は複数あり、作成方法も様々です。
そこで、代表的なものを下記に記します。

＜ラピッドプロトタイピングの種類＞

＜実際にラピッドプロトタイピングを使用した体験＞
民間の企業であれば、複数の装置を置いているので、用途に応じた試作の作成が可能です。
溶融樹脂押出法であれば、公共の試験機関でも装置を設備されていますので、３次元データを持って行けば、簡単に試作を作ることが出来ます。
溶融樹脂押出法にて試作したものを添付します。
今回使用した樹脂はポリカーボネイドですが、ＡＢＳでも可能です。

今回使用した樹脂プロトタイピング装置の造形領域は、３５５（Ｗ）×４０６（Ｄ）×４０６（Ｈ）でした。
また、費用の計算方法は、機器使用料＋（固定費×造形時間）ですので、数千円から数万円程度です。
今回のモデルぐらいの大きさであれば、１時間程度で仕上がります。
ある程度の大きさがあれば、曲線も綺麗に仕上がりますが、今回のピンのように細すぎると若干精度が欠けますので、ヤスリで手直ししないと勘合することが出来ませんでした。

＜ラピッドプロトタイピングを使用した感想＞
モデルが大きすぎたり、中身を詰めてモデルを作成すると、造形時間が長くなってしまい、費用がかさむので、製品の強度を見る目的ではなく、形を見たいだけであれば、中身を中空にすると良いと思います。
造形領域に限界はありますが、領域以内であれば、同じものを複数作ることも可能ですし、基本としたモデルに対して、少しずつモデルの形状を変えたものを同時に作ることも可能なので、短期間に複数のモデルを検討でき、実用的だと感じました。
また、元々３次元データを基に作成しているので、手直しが容易で、直ぐに変更や修正ができ、判断を早めることが出来ると思います。

＜まとめ＞
試作をメインとした民間企業のホームページを見ると、ギアといった部品はもちろんのこと、モデル同士を組み合わせて、完成品を作っているところもあり、技術が進んでいるので、モデルと量産品との違いが無いほどです。
ラピッドプロトタイピングは、モデルに対して要求される内容を全て網羅できているといっても過言ではなく、商品開発には必要不可欠になるのではないかと思われます。