3Dプリンターで2年間に200種類以上の治具を開発したEIZOから学ぶ4つのポイント
成果を飛躍的に拡大させた４つの要因
EIZOはCarbon社のM2プリンター導入以前からFDM方式の3Dプリンターをつかって成果を上げていた。それが2019年のライン新設のタイミングで新規にM2プリンターを導入することで適用範囲を拡大することができた。その理由はなんなのか。専氏の話から考えてみると、この理由には以下の4点が要因として考えられる。
- 少量多品種生産で治具を実際に製造していた（実需があった）
- 材料が多彩でアルミから材料置換できた（改善効果を説明しやすい代表事例があった）
- 材料コストが安い（普段使いできるレベルだった）
- 造形が安定しており早い（道具として信頼できた）
以下それぞれの要因についてみていきたい。
要因１：3Dプリンターで造形するモノへの実需があった
もっとも大きな観点としては、実際に治具をたくさん用意していた、という実績だ。実需として「用意する必要があるモノ」がある程度の量、存在していて、その分量も予算として可視化されていた。この点が非常に具体的に導入効果を算定する際にものをいったはずだ。調達コストを比較することで明らかにコストメリットがみえれば、導入の障壁は大きく下がるし、経営も理解できる。
一方で、EIZOでは治具の取り違えを防ぐために意匠にこだわって一目で違いがわかる治具を製作することはあっても、「3Dプリンターならではの設計」には取り組んでいない。3Dプリンターならではの設計に時間を割かなくても、治具を必要なタイミングで製作し、狙い通りのコストダウンを実現できているからだ。3Dプリンター活用は手段であって目的ではないことを理解して、主体的に活用していることが非常に伝わるエピソードのように思う。生産技術部門が推進しなければいけないタスクは山ほどある。道具として使う使い方は使い手に託されているのだ。治具製作の場合、3Dプリンターならではの先進的な設計に取り組む意義はあっても、必須条件ではないことをEIZOは身をもって証明してくれたように思う。
要因２：3Dプリンターの導入効果を体感できる象徴的な事例があった
実際に計画通り実施ができるかどうかは導入してみないと判断できない。しかし、たとえばアルミの削り出し固定治具のように1部品の調達コストが数万円で1セットの価格が二けた万円以上だったのが、3Dプリンターで造形すると数千円程度、など明確に見込める場合は、導入効果を評価しやすい。この部品でうまく活用できれば大丈夫、という合格ラインを設定しやすい点は導入推進者や利用者が投資に対する効果を過大に期待されずに済むために、あったほうが良い評価ポイントだ。こうしたわかりやすい事例を耳にした現場から相談が舞い込むようになり、活用範囲が広がってきたという。
要因３：3Dプリンターの利用費用が普段使いできるレベルだった
せっかく導入しても「材料費が高いから気軽に使いにくい」、「機材が使いにくく一部の人間しか使えない」などの場合は、多用途に展開することは難しかっただろう。しかしCarbon社のM2プリンターは材料費が非常に安価だ、許容範囲だと感じることができたために、いろいろな治具の製作にも利用してみようとチャレンジができる下地をつくることができた。
材料コストに関しては、Carbon社独自の取り組みとして、ユーザーの使用量が多い場合、一定以上の量をまとめて発注するとボリュームディスカウントが適用される。FDM方式の3Dプリンターの材料費が1グラム5円程度だったのが、Carbon社の3Dプリンターでもっともコストパフォーマンスがよい材料は1グラム8円程度で使用できる。1グラム3円程度の差しか発生しないので、FDM方式のフィラメントとほぼ同じ感覚で造形できているとのことだった。
材料費をおそれず挑戦できる安心感は、3Dプリンターを普段使いするほど利用を定着化させることに貢献した。3Dプリンターが特別な道具ではない、というレベルで利用できる雰囲気を醸成できたことが2年間で200種類以上の治具を製作できた背景に存在することは間違いない。
要因４：3Dプリンターを道具として信頼できた
いくらコストやリードタイムで優位性があっても、設計者が自分で使いこなせない、造形の安定性が低く失敗が多いなどの状況だと継続的な活用は難しい。度々造形に失敗して目標の納期を守れないことが続いていたら、EIZO社内でも一部の熟練者しか利用できない運用になっていただろうし、ゆとりがある納期のものを造形するためだけに利用されていただろう。
しかしEIZOでは、諸般の都合でほかの調達方法では間に合わないものは3Dプリンターで調達することが当たり前になっているという。これは、造形が安定しており、設計者の期待に応えている証拠だ。利用者が「この機械はこれくらいの速さで造形できるはず」と読んだ納期を実現できることは信頼につながる。この信頼にこたえている実績が社内利用の拡大につながっていることは間違いない。
3Dプリンターによる治具製作で結果をだすための4つのポイント
『3Dプリンターならではの設計』に取り組まなくても治具製造などの現場で大きなコスト改善、納期短縮を実現してきたEIZOの3Dプリンター活用事例は、日本の多くの製造現場の有力なロールモデルになりうる。先ほど触れた成功の4つの要因は、裏返せば導入して効果をだせるかどうかを判断する基準にもなる。
- ポイント１：作るモノの物量がある程度あるか
- ポイント２：導入効果を定量化でき納得感がえられそうな象徴的なケースが設定できるか
- ポイント３：3Dプリンターの導入費用・利用費用が予算範囲か
- ポイント４：3Dプリンターを道具として信頼できるか
ポイント１の「作るモノの物量がある程度あるか」に関して、ぜんぜん思い当たらない、経営層に説明できるだけの物量がない場合は、そもそも土台に乗りにくい。いまなくてもうまくいけば取り組めるという想定が思いつく段階までは事前に洗い出しをしておく必要があるだろう。なんとなく思いついている場合は、事前に3Dプリンターメーカーに相談してみるのも手だ。たとえばCarbon社に治具調達に関して相談すれば、実際に現場を見ながらさまざまな事例をもとにアイディアをくれるだろう。
ポイント２の「導入効果をえられそうな象徴的なケースが設定できるか」に関しては、たとえばアルミの削り出し固定治具を樹脂に材料置換し、造形できるかという導入効果がおおきそうな命題を設定することを意味する。いろいろつかえそうだが、導入効果や納期短縮効果が低い事例ばかりつたえても経営は納得しない。大きなわかりやすい効果を見せることは導入検討の重要なマイルストーンのように思われる。
ポイント３の「3Dプリンターの導入費用・利用費用が予算範囲か」に関しては、経営層こそ、いままで多種多様な生産設備の導入検討を行ってきたプロだ。投資の意思決定をするのが仕事だといっても過言ではない。とはいえ、そもそも購入が難しい高額の機種はいくら検討しても経営層のコミットを得ることが難しいケースも多いだろう。
ポイント４の「3Dプリンターを道具として信頼できるか」に関しては、実際に利用してみないことには判断できないが、サンプル造形を依頼して仕上がりを確認する、従来の方法と比較検討するなどの方法で、目線ずれが起こらないようにコントロールしていく必要がある。チャンピオンデータとよばれるような展示会に並んでいるプロ中のプロが時間をかけて完成度を上げた造形サンプルで評価を行うのではなく、実際に自分たちが作成したデータをもとにした造形をもとに評価を行っていく必要があるだろう。
すべてのポイントを事前にクリアすることができない場合でも、導入してみて何がよくなるか、経営課題や現場の課題を解決するために価値がある投資かを検討し、価値があると判断できれば導入できる可能性は大いにある。たとえば生産準備を担当するメンバーが人手不足で現場が疲弊している場合、Carbon社のサブスクリプション契約であれば、作りたい治具に関して設計支援を受けることができるかもしれない。各社状況が異なるので、先ほどあげた4つのポイントを基に、自社の課題を解決するために3Dプリンター活用を検討していくことが重要だ。
現実問題、現場の改善要望をすべて形にすることは難しい。ある部分、聞き流してきたというEIZO専氏の声は現実的な対応だったことだろう。しかし3Dプリンターの活用範囲を拡大することで、専氏はこの妥協を乗り越えて、改善を大きく進めた。想定できるコスト削減効果を3Dプリンターの減価償却までシミュレーションして予算取りを行い、そうした現実的な妥協を覆す取り組みには学ぶべき点が多いように思われる。3Dプリンターを活用した治具製作を具体的に検討している方は実際にこうした観点で取り組み方を検討してみてほしい。自分たちの会社にフィットした3Dプリンター活用を推進している企業は今も日本中で増えている。さあ、次はあなたの番だ。
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2019年のシェアラボニュース創刊以来、国内AM関係者200名以上にインタビューを実施。3Dプリンティング技術と共に日本の製造業が変わる瞬間をお伝えしていきます。
