日本3Dプリンター株式会社

導入事例

Metal Xで金属加工用の切削工具を小ロット生産可能に

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  • 製造業

材料加工を行う製造業者の方ならば、Guhring(グーリング)社をご存じかもしれません。

西ドイツで創業され、120年の歴史を持つGuhring社。そのイギリス現地法人Guhring UKでは、精密切削工具を製造しています。

Guhring UKは1972年、標準化された切削工具やフライス工具の仕入れ先としてスタートしました。現在、Guhring UKはBMW、ジャガー・ランドローバー、エアバス、BAEシステムズなど、世界有数の企業向けに特注の切削工具やフライス盤を製造しています。超硬および多結晶ダイヤモンド(PCD)切削工具の製造におけるGuhringの専門知識は、世界的に有名です。同社のPCD切削ツールは、顧客の要件に合わせたオーダーメイドで、超高硬度工業用ダイヤモンド切削チップを特注の焼入れ工具鋼本体にろう付けして製造されています。

 

Guhring UKのチャレンジ

Guhring UKの特殊切削工具の製造プロセスには、まずお客様による設計と承認が必要です。部品のサイズや複雑さにもよりますが、特殊工具の設計、試験、製造には最大8週間かかり、設計が承認されるまでは工具の製造に着手することはできません。もし発注者が生産量の少ない小規模なメーカーの場合、特殊工具のためのコストやリードタイムを正当化することはまずできません。

 

Guhring UKのPCD製造監督者であるAlan Pearceは、「少ロット製品を求める顧客への供給を検討し始めると、このことが問題になりました」と述べています。そこで同社は、新たな収益源を開拓し、既存の顧客のリードタイムを短縮し、小規模な顧客のスケジュールを管理するためのオプションとして、3Dプリンターを検討することにしました。

 

導入したソリューション

チームは、自社の製品やサービスをより多くの企業、特に中小企業が利用できるようにするために、産業用3Dプリントを検討しました。
「プロトタイプのコストと反復的なサイクルタイムを削減することです」とPearce氏は言います。同社は、地元のMarkgforgedパートナーであるMark3D UKとチームを組み、ニーズに最適な3Dプリンターを探し、Markforged Metal Xシステムと、顧客サンプルと工場メンテナンス用のMarkforgedのカーボンファイバー対応樹脂3Dプリンターを導入しました。
同社は真っ先にカーボンファイバー対応3Dプリンターで少量の特殊工具のプロトタイプを製造するようになり、その後、金属3Dプリンターで機能的な工具を製造するようになりました。Pearce氏は、「現在では、1点物の生産部品を作成して、3分の1以下の時間とコストで顧客に提供することができます。」と語っています。

 


Metal Xで造形・焼結されたボディに工具にチップを固定し、必要な形状に研磨している様子

 

Guhring UKが最初に作った金属3Dプリンターによる製品は、H13工具鋼を使用した基本的なフライスカッターでした。「まず先に、1日以内にOnyxで工具を設計・印刷し、製造に問題がないかどうかすぐに確認することができました。5日後には、完全に機能する金属製カッターのボディをプリントし、焼結することができました。Markforgedの3Dプリンターを使うことで、すべてがスピードアップしました」。切削チップを追加した後、Guhringはまずアルミニウムリーマとして工具の機能をテストし、性能を確認しました。次にツールチップの形状を変更し、3D造形されたツールをフライスカッターとして動作させ、オフセンタ-ロードでその能力をテストしました。これもまた、計画通りに動作しました。3D造形された工具は、従来のものより60%軽く、サイクル中の工具交換を迅速化し、サイクルタイムを短縮することができました。このアプリケーションの発見により、同社は顧客に対してより汎用性が高く軽量な特殊工具を、はるかに安い価格で提供できるようになったのです。

この取り組みによって、1種類の特殊切削工具を開発するまでの時間は66%、少量生産にかかる費用は75%、工具自体の重量は60%の削減を達成しました。


Guhring UKは、新しいコンセプトをテストするために、金属3Dプリンター製工具を顧客に送りました

 

これから先の未来へ向けて

Guhring UKは現在、中小企業にもサービスを提供できるようになり、同社の製品やサービスをより利用しやすくしています。
同社のエンジニアは、3Dプリントされたクーラント経路の実験も開始しています(マークフォージドの最初の顧客)。Guhring UKがマークフォージ製3Dプリンターを追加することで節約した余分な費用は、無駄にはなりません。Pearce氏は、節約した費用は「会社に再投資し、成長を続け、より大きく優れた製品を顧客に提供できるようにします」と述べています。
また、節約された余分な時間については、生産部品の製造にのために有効に活用されるでしょう。

Markforgedの3Dプリンターを導入したことで、エンジニアは5軸マシニング加工などの従来の技術から解放され、他の収益を生む部品を製造できるようになり、会社の収益が向上しています。

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