本文とサイドメニューへジャンプするためのナビゲーションスキップです。

スタートアップガイド

J-Net21 中小企業ビジネス支援サイト

  • J-Net21とは
  • スタートアップガイド
中小機構
  • メルマガ登録
  • RSS一覧
  • お問い合わせ

HOME > 特集

デジタルものづくりで世界と戦う 3Dデータを駆使したさらなる迅速・高品質なものづくりが重要です。

ものづくりの工程をすべてデジタル化する

ものづくりの全工程で3次元データを活用するメリット

世界市場で競争し続けるためにも3次元データの活用は重要です。

元気印中小企業

<製造工程のデジタル化>

Q901.金型を使わないという3Dプリンタについて教えてください-ビジネスQ&A

量産ツールの金型を不要にする3Dプリンタとは。

ものづくりの森

フィギュアから医療の世界まで新市場を拓く3Dプリンター-起業ABC

3Dプリンターの市場性や日本におけるビジネス。

成長分野への参入

Q960.NC工作機械導入のメリット・デメリットを教えてください-ビジネスQ&A

高精度加工かつ低コストにつながるNC工作機械とは。

<施策・支援情報>

平成27年度予算関連/平成26年度補正予算関連
補助金、資金繰りなど中小企業・小規模事業者向け政策のポイントをまとめています。解説動画も公開。
事業者の皆様も準備が必要!マイナンバー制度
従業員などのマイナンバーを取扱う上でのポイントを解説しています。

特集テーマ募集

これまでの特集

J-Net21の特集は、毎回タイムリーなテーマを設定し、そのテーマに関するJ- Net21の記事をご紹介します。

ものづくりの全工程で3次元データを活用するメリット

日本の製造業が、中国や東南アジアを中心とする新興国にその製造拠点をシフトさせて久しい。安価な労働力を求めて新興国に進出した日本のものづくりだが、進出先の経済が成長するにつれ、それら新興国は製造拠点のみならず消費市場としても魅力を増し続けている。

それに対して日本国内でのものづくりを維持し、競争力を保持するためには、オリジナリティを高め、さらに品質やスピードを向上させ、それと同時にコストも削減するというような厳しい条件の克服が求められる。

そして、それをクリアする技術的要因として、3次元データの活用が従来にもまして重要性を帯びている。ものづくりの品質やスピード、コストで優位性を生み出す1つの手法として「3次元データ」の活用は非常に有効だ。

そこで以下では、3次元データを活用したものづくりの基本的なメリットを紹介する。

産業界で幅広く利用される3次元データ

3次元データとは、X・Y・Zの3軸で構成される立体空間を表現するデータであり、機械や電気、建築・土木などの設計・製造、インテリア、アクセサリーなどの工業デザイン、さらにはアニメーションやゲームなどのエンタテイメントと産業界で幅広く利用されている。

その中でものづくりを代表する自動車や家電およびそれらの部品では、設計・製造における3次元データの活用がポイントになる。

まず、設計段階だが、従来の2次元設計(X・Yの2軸)では平面で表現された図面が3次元(CAD:コンピュータ支援設計)では立体形状で表現されるため、設計する部品や製品の形状の視認性が高まる。また、単に形状だけでなく設計した製品の構造や流体などの解析(CAE:コンピュータ支援エンジニアリング)もできるため、設計段階で部品同士の干渉や熱の流れなども確認できる。

こうした部品の相互干渉や流体の確認などは、従来の2次元設計では2次元CADデータをもとに作製した試作品を用いた実際の試験によってチェックする。ところが設計を3次元CAD(3次元データ)ですることで、試作品づくりの前段階で構造解析や流体解析ができるため、2次元設計よりも試作回数を大幅に減らせ、それによるコスト削減や開発期間の短縮などのメリットが生み出せる。

また、最近は3次元データから簡易に複雑形状の試作品をつくれる3Dプリンターのような簡易型試作機も普及しているので、3次元データを活用することによる試作段階の期間短縮、コスト削減も加速されている。

なお、3Dプリンターは、3次元CADデータをもとに樹脂や金属などの材料を積層して製品、部品を造形するものであり、最近のトレンドは工業用の試作品づくりのみならず、臓器サンプルやアクセサリーなどアイデア次第でその用途を広げている。

機械による部品の加工データも3次元で作成する

試作段階で各種の確認を終えると製造段階に移行するが、ここでも設計段階の3次元データが活用される。
現在、製造現場で使われる工作機械の多くがNC工作機であり、人間の操作を不要として制御装置によって自動で加工する。

NCとは「Numerical Control:数値制御」のことであり、工具が移動する座標位置(X・Y・Z)や速度を示したデータ(NCデータ)によって工作機械を動かす(制御する)。

通常、このNCデータはCAM(コンピュータ支援製造)によって生成される。つまり、3次元CADのデータからCAMが加工プログラム(NCデータ)を生成し、そのNCデータを工作機械のコントローラに入力することで部品が製造される。

以上のように3次元データはものづくりのすべての工程で統一的に使用され、特に設計段階で作成された3次元CADデータの品質が高いほどものづくりにおける効果も大きくなる。つまり、モデリング(立体形状の設計)の際に面の剥がれや欠落がない、加工要件も付加するなど、設計段階における3次元CADデータの品質を高く作成できれば、それ以降の工程である製造段階での負荷(設計データの修正など)が減り、時間やコストの削減につなげられるのである。

実際、日刊工業新聞社が毎年実施する「設計・製造ソリューションユーザーアンケート」(2013年度)でも、3次元CADを導入する最大の目的が「設計品質の向上」であり、ついで「設計段階でのCAE(解析)活用」が2番目の目的と製造業者から回答されている。

ものづくりの現場だけでなく広く周辺にも効果を及ぼす

また、3次元データは設計・製造(加工)の現場のみならず、生産、営業、保守・サービスなど幅広いセクションでも活用でき、その効果を波及させられる。

例えば、設計データから作業指示書・組立指示書(生産現場向け)を作成できる。従来は2次元の図面をもとにイラストを書き起こしてそれらの指示書を作成していたが、3次元データであればイラストを描く手間を省け、スピーディーに業指示書・組立指示書を作成できる。

また、営業では3次元データ(立体形状)から製品(部品)の構成を把握して見積りの作成に役立てられ、保守・サービスでも不具合の対応や保守・メンテナンスする際の資料作成に活用できる。

以上のように3次元データは、設計部門のみならず、他の部門にとっても立体で表現されるデータであるがゆえ、(2次元)図面を読む知識がなくても製品(部品)の形状や構造につて情報を共有できる。それが大きなメリットなのである。

日刊工業新聞・電子版 IT・ものづくり取材班

このページの先頭へ