治具製作を3Dプリンター出力で行うメリット【治具製作】

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治具製作を3Dプリンター出力で行うメリット【治具製作】

治具製作

治具製作の目的

治具は加工をする際に、ワークを固定しドリルなどの切削工具を加工位置に誘導して、作業を補助する工具です。

例えば、お椀状のワークにマシニングで穴を開ける場合、治具がない状態ではステージ上にワークを固定するのは難しく、加工中に穴位置がずれる可能性があります。これを防ぐため、お椀曲面にフィットする治具を使用しワークを安定させることで、穴位置がずれることなく加工ができるようになります。

加工を安定させるだけでなく、品質を安定させたり、作業を効率化させる役割があります。

治具を使う目的は、主に作業の効率化・加工精度の向上・品質の安定化です。治具を使用することで、作業を簡易化させて、加工時間を短縮させます。また、ワークの安定化や工具を誘導することで、加工精度が向上し、作業者による「ばらつき」を防ぐことができます。その結果、品質の安定化へと繋がり、またコストダウンや生産性の向上が期待できます。

作業の効率化

例えばプラスチックの板にシールを貼り付けるような加工では、貼り付ける位置に目印をつけてたり角を合わせて貼ることができます。しかし、数が多くなると目印をつけるだけでも時間がかかります。貼り付け位置に穴が開いた治具があれば簡単に目的の位置にシールを貼り付けることができます。数が多く繰り返し作業をするような場面で治具が作業を効率化します。

品質の安定化

ワークにドリルで穴を開ける加工では、ワークを固定する位置がずれると、穴の位置も同じだけずれます。このような場合は、当て板を使ったり、ピンで位置合わせを行ったりすることで毎回同じ位置にワークを固定することができます。人の手で長時間ワークを取り替えていて集中力が続かない時や、数人が交代で加工するような状況でも同じ品質で加工することが可能になります。

加工精度の向上

底面が曲面のワークは加工中の振動の影響を受け、不安定になります。はさんで固定できる治具を使うことで、曲面形状でも加工精度を高めることができます。

治具の種類

種類 役割
固定治具 ワークを固定する バイス
切断治具 ワークを決められたサイズに調整する 裁断機
塗装治具 ワークを接着させる シーラー
挿入・引抜治具 ワークの挿入・引抜位置を案内する プーラー
カシメ治具 ワーク同士の接合を補助する リベット
検査治具 ワークの検査を補助する ゲージ

3Dプリンター出力で治具製作するメリット

複雑な形状でもコストが変わらない

3Dプリンター出力では、製作対象の形状難易度はほとんどコストに影響しません。分割して製作する必要のあった治具も、1つの治具として製作することができます。これにより、これまでの設計上の制約を解消し、革新的な設計ができるようになりました。アイデアがあっても製作段階で「技術上不可能」とされていた設計も、この加工方法で実現性が高くなります。また治具の種類を減らし、製造現場の省スペース化を図ることができます。

少量生産でコストメリットがある

切削加工などの加工方法では、1つの治具製作ごとに切削工具や段取りの用意が必要です。これらにかかる費用も製品代に加算されるため、少量の加工は単価が高くなります。3Dプリンター出力はこれらの段取りが不要なため、単価は一定です。そのため小ロットの生産に適しています。

軽量化を進められる

切削加工では刃物が届かない箇所は加工することができませんが、3Dプリンター出力にはその制限はありません。中空構造により内部の肉を抜いたりと、内部構造の調整による軽量化を図った治具製作が可能です。

製作期間の短縮ができる

新しく設計した治具を製造現場で使用するためには、試運転と評価が必要です。この段階で改善点が見つかれば、図面の作成段階に戻ります。3Dプリンター出力であれば、3Dデータの修正をするだけですぐに再製作に移ることができます。この工程の短縮により、開発期間を大幅に短くすることができます。

治具製作事例

治具製作 治具製作 治具製作
素材:ASA 素材:ステンレス鋼 素材:レッドワックス

3Dプリンター出力で治具製作を検討中の方へ

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2D図面、現物からの製作も承ります。3Dデータを用意できない環境の方や手間を減らしたい方向けに、3Dデータ作成代行オプションもご用意しております。製品開発の試作、治具製作は当社にお任せください。素材選定のご相談から対応しております。お気軽にご相談ください。

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