現場が、自分で治具をつくれる工場へ
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「この部品を毎回まっすぐ置ける台があれば、作業がずっと楽になるのに」
製造の現場では、こうした声を何度も耳にします。欲しい治具の形は、現場の人が一番よく分かっています。それでも多くの場合、その治具はすぐには手に入りません。
この記事では、私たちがなぜ「3Dプリンターで治具をつくる」ことに注目し、なぜ Igniform というソフトウェアを作ったのかをお話しします。FabriAI として最初の記事なので、私たちが目指していることを、できるだけ率直に書いてみます。
治具は、なぜ「待つもの」なのか
治具は、部品を正しい位置に置く、押さえる、測るための道具です。小さな道具ですが、作業の速さと品質を大きく左右します。
ところが、これまで治具をつくるには、次のような流れが一般的でした。
- 現場が欲しい形を口頭や手書きで伝える
- 設計の担当者が CAD で図面を起こす
- 切削などで社内加工、または外注する
- 届いた治具を現場で試し、合わなければ 1 に戻る
一つひとつは当たり前の手順です。しかし、人と会社をまたぐたびに待ちが生まれ、費用もかかります。その結果、「あれば便利だが、そこまでするほどではない」治具は、つくられないままになります。少量多品種の現場ほど、この傾向は強くなります。
3Dプリンターが変えたこと
3Dプリンターは、この「待ち」の構造を大きく変えました。データさえあれば、社内でその日のうちに形にできます。
| 切削・外注でつくる | 3Dプリンターで社内でつくる | |
|---|---|---|
| 手元に届くまで | 見積もり・発注・加工で日数がかかる | 造形時間だけ（数時間〜一晩が目安） |
| 作り直し | また一から依頼し直す | データを直して、すぐに印刷し直せる |
| 形の自由度 | 工具が届く形に限られる | ワークに沿った曲面やポケットもつくれる |
| 重さ | 金属だと重くなりがち | 樹脂で軽く、ワークを傷つけにくい |
特に大きいのは、「試して、直して、また試す」が現場の中で回せるようになったことです。治具は、一度で完璧な形になることのほうが少ない道具です。作り直しが安く速いことは、そのまま治具の質につながります。
Photo: Osman Talha Dikyar / Unsplash
それでも広がらない理由は「設計」
3Dプリンターを導入したのに、治具づくりが思ったほど広がらない。そうした話もよく聞きます。原因をたどると、多くは「印刷の前」、つまり設計で止まっています。
CAD を使える人が限られている 治具のデータをつくれるのは、社内でも一部の人だけです。依頼はその人に集まり、結局は順番待ちになります。外注の待ちが、社内の待ちに変わっただけです。
設計できても、印刷でつまずく 画面の上では正しい形でも、サポートが大量に必要だったり、反ったり、ワークがはまらなかったりします。切削の感覚で設計した形が、3Dプリントに向いているとは限りません。
一番分かっている人が、自分では形にできない どこを押さえたいか、どこに手が入るべきか。それを知っているのは現場の人です。しかし CAD も 3Dプリンターのコツも、習得には時間がかかります。
つまり、「つくる」部分は 3Dプリンターで速くなったのに、「設計する」部分は昔のまま残っているのです。
私たちが Igniform を作った理由
私たちが解きたかったのは、この最後の壁です。つまり、CAD も 3Dプリンターも詳しくない現場の人が、自分で治具を設計して、そのまま印刷まで進められることです。
私はもともと IT の世界で、大きなシステムをつくる仕事をしてきました。そこで学んだのは、道具は「使う人が迷わずに使えること」が一番大切だということです。どれだけ高機能でも、専門家しか使えない道具では、現場の待ちは消えません。
ある工場で 3Dプリンターを導入する際に、こう言われました。「3Dプリンターがあっても、設計できる人がいないんです」。機械はそろっても、そこに入れるデータをつくれる人がいない。この一言が、Igniform を作るきっかけになりました。
そこで Igniform では、「形を一から描く」ことを前提にしませんでした。治具は必ず、押さえたいワークがあって始まります。それなら、ワークの形から治具の形を導けばよい。そして、印刷で失敗する形は、設計しているその場で気づけるようにすればよい。この 2 つが、Igniform の出発点です。
私たちの会社の言葉にすると、こうなります。
現場が、自分で治具をつくれる工場へ。
Igniform でできること
Igniform での治具づくりは、大きく 4 つのステップです。
- ワークを読み込む 押さえたい部品の 3D データを開きます。
- 治具の種類を選ぶ 位置決め、検査・測定、クランプ用など、よく使う治具はテンプレートから始められます。
- ワークに合わせて形をつくる ワークの形に沿ったポケットや、はめやすいすき間を自動でつくります。
- 造形できるか確かめて、印刷へ 印刷で失敗しやすい形は設計中に知らせます。問題がなければ、そのまま印刷用のデータを書き出せます。
CAD の操作や、サポート・反りの知識がなくても進められるように、一つひとつの画面を考えています。また、設計データを社外に出さずに使えるよう、社内のパソコンで動くアプリとして提供しています。
Igniform で設計した治具で、ワークをプレート上に固定した例
これから
次に取り組んでいるのは、「言葉で相談しながら治具をつくる」ことです。こういうものを押さえたいと伝えると、AI が治具の案を出し、一緒に詰めていく。Igniform AI として、いま開発を進めています。
このブログでは、今後も治具の具体例や、印刷で失敗しない設計のコツ、開発の裏側を発信していきます。現場で「こんな治具はつくれる？」という疑問があれば、ぜひ気軽にお知らせください。
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