容器試作のうち、ＮＣ加工機では対応できないキャップ、ボタン、歯ブラシなどの試作に活用しています。ライオン株式会社研究開発本部包装技術研究所副主席研究員中川敦仁氏活用事例お客様について企業 : ライオン株式会社設立 : 1891年10月30日 URL : http://www.lion.co.jp/ 本社 : 東京都墨田区本所1‐3‐7 研究開発本部 : 東京都江戸川区平井７ ‐ ２ ‐ １業界 : 洗剤、石鹸、歯磨きなどトイレタリ用品、医薬品、化学品などの製造、販売課題 ● 金型製作に要する期間・コストが大きく、金型ではアイデアの試行錯誤に活用することはできない。工程のより早い段階で多くのアイデアを検証・評価をしたい。製品品質と開発スピードの両立をめざして化学・生活用品大手メーカーの「容器」を支える研究所『トップ』『ルック』などの衣料用洗剤を中心としたハウスホールド事業、『デンターシステマ』をはじめとする歯ブラシなどのオーラルケア事業、『Soft in 1』『植物物語』などのビューティケア事業、さらに『グロンサン』『バルサン』などの薬品・化学品事業を擁し、化学・生活用品メーカーとして確固たるブランド力をもつライオン株式会社。研究開発本部包装技術研究所は、それら商品の容器などの設計を担当する部門です。設計の現場では、同研究所から新しい容器や新しい形状の歯ブラシなどを提案していくこともありますが、マーケット・インの設計開発がメインです。マーケットサイドから「こういう機能・形状の容器はできないか」といった要望が同研究所に数多く寄せられ、そのニーズをもとにデザイン部門が方向性を固め、設計部門が詳細な形状を検討して開発していくのです。ＣＡＤ設計の後、金型製作の前にＥden を導入同研究所における設計開発工程の概要を示すと、従来は図１のような流れでしアイディア設計試作金型評価 NC加工機た。アイデアを練る段階に始まり、３次元 3DCAD ＣＡＤを使った設計で細部を詰め、ＮＣ加外注工機を使って試作できる物は試作し、その後、金型を製作して「現物」を検証・評ソリューション Eden250 3D プリンタシステム結果 ● 容器試作のうち、ＮＣ加工機では対応できないキャップ、ボタン、歯ブラシなどの試作に活用しています。 ● ３次元ＣＡＤでの設計後、金型製作の前段階でＥden を活用することにより、たくさんの試作アイデアが生まれ、検証できるようになりました。「液切れに問修正ところが、この流れでは、莫大な費用と期図1.Eden導入前間がかかるため、アイデアについての検討が十分にできないという問題がありまアイディア設計しても、金型製作に要する期間・コストが大きく、金型をアイデアの試行錯誤に試作金型評価 NC加工機した。金型製作を経て検証・評価すると 3DCAD EDEN 活用することはできません。一方で、製品はもちろんのこと、容器デザインに対するニーズも多様化・高度修正化しているので、工程のより早い段階で検討図2.Eden導入後多くのアイデアを検証・評価する必要性は高まるばかりでした。題はないか」など、金型の製作までは設計上での確そこで同研究所が採用したのは３次元 CAD による設計後、金型製作の前段階にＥden を導入し、数多認が主だったものが、手軽に実際に使って確認できくのアイデアを現物にして検証・評価する方法だったのです（図２）。るようになりました。 ● 価していました。技術者自身が自分のアイデアを身近なところで検証できるため、技術者の育成にも効果を発揮しています。導入にあたっては、いくつかのＲＰ装置を比較検討しました。洗剤、化学品の容器、歯ブラシなどをつくるため、評価の主なポイントは、「弾力性のあるものを造形できるか」「熱への耐用性は？」「口に入れても安全面で大丈夫か」といったことに加え、「通常のオフィス環境に置くことができる装置か」も比較検討ポイントになりました。試作環境が大幅に整備され、使用感の評価に威力を発揮同研究所では、Ｅden の導入によって試作環境が大幅に整備されました。洗剤などの容器のキャップやノズル、歯ブラシなどＮＣ加工機では対応しにくい形状のものにＥden を活用しています。また、スプレー状の制汗剤などガス抜きを完全に行なう必要があるキャップ・噴射ボタンの試作などにも活かしています。特に注目すべきこととして、歯ブラシでは左の写真のように実際にブラシを植毛し、使用感を確かめることもできます。さらに、金型製作の前の修正加工も素早く厳密に行なえるようになりました。このような試作品の評価は、おおむね「設計上の評価」と「使用感の評価」に分かれます。Ｅden はこの両面で大きな効果をもたらし「設計上の課題を検証し、使用感も評価する」という点で力を発揮しています。たとえば「キャップの液切れは理想的か」「洗剤などの詰め替え時に容器の口から液があふれるようなことはないか」など物理的現象は、設計上の植毛を施した歯ブラシハンドルデータでも確認できます。それらに加えてＥden を活用すれば、実際に使って確認できるのです。使用感の評価では、試作品を社員に使ってもらい、キャップやボタン、歯ブラシなどの大きさ、高さ、太さ、弾力性、見た目など、使いやすさ、使用感を確認することができます。欠かせない「考作」のツールに試作環境の変化は、設計開発の現場にさまざまな成果をもたらしています。第一に挙げられるのは、着手時のアイデアの数が大幅に増えたことです。そしてもう一つ、単位業務のスピードアップが図られたことも大きな成果です。これまでは、金型製作に時間とコストがとられるため、工程のより上流でのアイデアの試行錯誤はアイデアが浮かんだとしても十分にはできませんでした。ところがＥden 導入後は、金型製作の前にアイデアを形にした試作品で検証・評価使用性確認用の液体洗剤キャップ作成用注型マスタ（Eden モデル）できるので、よりアイデア展開を促進することができます。たくさんのアイデアを試作して、「最良のモノ」に決めることができるのです。また、図面やＣＡＤでは立体感がわからない人でも、一目瞭然でわかるようになりました。これまで、デザイン・設計開発に関する会議で発言することの少なかった人も、積極的に発言・提案するようになりました。まさに設計開発段階は、より多くのアイデアを生み出し、検討して製作する「考作」の工程になったのです。同研究所の副主席研究員・中川敦仁氏は次のように言います。「技術者を育てる面でも大きな役割を果たしてくれます。たくさんのアイデアを出し、それを身近なところで試作して実物を見て、やり直しができる。グループで使えばよりよい製品につながり、個人レベルでも自分自身の成長につながる。料理人が味見をして味を確かめ、覚えて成長 Eden モデルをマスタにした液体洗剤キャップの注型シリコン型するように、技術者もＥden を使うことで、いわば製品の“ 味見 ”ができる。それが技術者を成長させるのです。」 Stratasys Ltd. について Stratasys Ltd.（Nasdaq: SSYS）は、アメリカ（ミネソタ州ミネアポリス）とイスラエル（レホボト）にそれぞれ本拠を置く、3D プリンタメーカーである Stratasys Inc. と Objet Ltd. の 2012 年の合併によって生まれた企業です。当社はプロトタイピングおよびプロダクション向け 3D プリンタシステムとその造形材料の製造・開発を行っています。合併前の両社の 2011 年の収益は、合計で 2 億 7 千 7 百万ドルにおよびました。特許を取得している FDM® とインクジェット技術に基づく PolyJet® プロセスにより、 3D CAD データまたはその他 3D コンテンツデータから直接プロトタイプや製品を作成することができます。アイデアの具現化をサポートする導入しやすい価格のデスクトップ 3D プリンタをはじめ、さまざまなプロトタイピング向けシステム、および DDM（Direct Digital Manufacturing - ダイレクト・デジタル・マニュファクチャリング）を可能にするプロダクションシステムを提供しています。当社の 120 にもわたる 3D プリンティング材料の幅広い選択肢は、業界でもトップクラスを誇ります。これら材料には 100 以上を超える独自のインクジェット技術で作成されるフォトポリマー材料と、10 種類に及ぶ独自の FDM ベースの熱可塑性材料が含まれています。また、Stratasys は Solidscape 3D プリンタの製造と、RedEye オンデマンドデジタル製造サービスの運用も行っています。当社は 1,000 人以上の従業員を擁し、全世界で 500 を超える付加的製造特許を取得済みまたは申請中です。また、当社のテクノロジとリーダーシップは、19 もの賞を受賞しています。お問い合わせ先 : www.stratasys.com または blog.stratasys.com、 jp.objet.com Stratasys Ltd. 本社 Stratasys Inc. 北アメリカ Stratasys GmbH ヨーロッパ Stratasys AP アジア太平洋 Stratasys Shanghai Ltd. 中国 Stratasys AP インド T: +972-8-931-4314 F: +972-8-931-4315 T: +1-877-489-9449 F: +1-866-676-1533 T: +49-7229-7772-0 F: +49-7229-7772-990 T: +852-217-40111 F: +852-217-40555 T: +86-21-51750566 F: +86-21-58362468 T: +91-124-4696939 F: +91-124-4696970 T: 03-5542-0042 06-6943-7090（大阪） F: 03-5566-6360 Info.Japan@stratasys.com © 2013 Stratasys Ltd. All rights reserved. Stratasys, Stratasys logo, Objet, For a 3D World, Objet24, Objet 30 Pro, Objet30 Scholar, Objet Studio, Quadra, QuadraTempo, FullCure, SHR, Eden, Eden250, Eden260, Eden260V, Eden 330, Eden350, Eden350V, Eden500V, Jo Manager, CADMatrix, Connex, Objet260, Connex, Connex350, Connex500, Objet1000, Alaris, Alaris30, PolyLog, TangoBlack, TangoGray, TangoPlus, TangoBlackPlus, VeroBlue, VeloBlack, VeroBlackPlus, VeroClear, VeroDent, VeroGray, VeroWhite, VeroWhitePlus, Durus, Digital Materials, PolyJet, Polyjet Matrix, ABS-like and ObjetGreen are trademarks or registered trademarks of Stratasys Ltd. and/or its subsidiaries or aﬃliates and may be registered in certain jurisdictions. All other trademarks belong to their respective owners. Q3/13 www.stratasysfora3dworld.com ストラタシス・ジャパン現品主義で市場をつかむ Dimension と Objet Connex 3D プリンタで商品開発の機動力を高め、国内リテール市場の商機をつかむアイリスオーヤマ今後の課題は、いかに開発のスピードを上げていくかに尽きます。そのためには 3D プリンタのような新しい技術をもっと積極的に使っていきます。市場の流れに乗り遅れるわけにはいきませんから。 ─ アイリスオーヤマ株式会社開発部モデラーチーム大泉博氏アイリスオーヤマ社が Objet 3D プリンタを活用して新たに開発したサイクロン・クリーナー成長の原動力は新商品 1958 年、東大阪の小さな中空成型工場から出発したアイリスオーヤマ株式会社は現在、年間 1,100 億円（グループ全体で 2,200 億円）以上を売り上げる日用品市場の大手メーカー。この十年、売り上げはさらに右肩上がりで延びている。当初ホームセンター向けのプラスチック製品がメインだった商品ラインも、近年はガーデニング、ヘルスケア、インテリア、オフィス、LED 照明、ホームエレクトロクスなど多彩な分野に拡大し、毎年出荷するアイテム数は 1,000 を越える。しかもその半数以上が発売 3 年以内の新商品だ。この旺盛なビジネスを支えるため、米国、オランダ、中国、韓国、そして国内に計 14 ヶ所の生産拠点を擁し、仙台と大阪に 2 つの商品開発部門を抱える。試作品も含めれば年間数千もの件数をこなすこの開発部隊で、市場ニーズをつかむ機動力とスピードを生み出しているのが、ストラタシスの 3D プリンタだ。アイリスオーヤマ株式会社家電開発部マネージャー原英克氏現品主義で開発を加速仙台にあるアイリスオーヤマの開発部、角田 ITP が初めて現場に 3D プリンタを導入したのは 2006 年のこと。それまでは比較的部品点数の少ないプラスチック日用品が主流だったが、この時期、新たな商品ラインとして家電部門が立ちあがった。かんごう家電設計では嵌合や機構など細かな調整を要する要素が多い。当然設計に時間がかかるが、新商品の開発期間は 3、４ヶ月変わらない。そこで角田 ITP の家電開発部は、3D プリンタを使って試作を作り、現物を検証しながら設計を仕上げる手法を採った。「3D プリンタならデータをすぐに形にできます。部品の嵌め合わせなど CAD ではわからなかった細かい部分の不具合が見えてきて、修正に役立ちます」と家電開発部マネージャー、原英克氏は話す。このように実際にものを作って検証を繰り返し、設計品質を高めていく手法を原氏は「現品主義」と呼ぶ。自動車産業などで進む「ものを作らないものづくり」バーチャルエンジニアリングに逆行する流れだが、実践的な効果があることはアイリスオーヤマの成長が物語っている。「解析や試作を外注する従来のプロセスでは、とても市場のスピードに追いつきません。しかし、3D プリンタがあれば試作を使ってそのスピードに乗っていくことができる」と原氏は語る。 F O R A 3 D W O R L D TM 複数の試作を通じて、吸引溝、キャスター、回転ブラシなどのバランスを微妙に調整実際、以前外注して 2 週間かかっていた試作が、現在は 1 日で片付くようになった。社内の優先順位で作業を割り振ることもできるため、開発のスピードは確実に上がった。 FDM と PolyJet の併用 2006 年に最初に導入された 3D プリンタは、ストラタシスの Dimension 1200SST だ。さまざまな選択肢のなかでこれを選んだ理由のひとつとして、開発部モデラーチームのサブリーダー大泉博氏は、FDM（熱溶解積層法）の材料である ABS 樹脂を挙げる。 FDM は、熱可塑性樹脂を加熱して溶かし、適正な温度を保ったビルドチャンバー内で積層するストラタシス独自の技術で、リアル ABS 樹脂を使って変形しにくい頑丈なモデルを成形することができる。「ABS 樹脂は耐久性があるので二次加工に向いています。モデルに仕上げや塗装を施して、実物の外観やボリュームを検証するのにアイリスオーヤマ株式会社開発部モデラーチームサブリーダー大泉博氏欠かせません」と大泉氏は話す。家電商品の開発件数が増えるなか、2012 年、大泉氏はさらに 3D プリンタを増設した。導入されたのはストラタシスのデスクトップシリーズ、Objet 30 だ。 Objet シリーズは PolyJet（インクジェット紫外線硬化法）で造形を行う。インクジェットノズルから光硬化性樹脂を噴射して紫外線を当て硬化させる方式だ。これにより積層厚 0.016mm の精密成形が可能となる。「家電では、ものによってクリアランスがほとんどないような精度の高い嵌合があります。いろいろ検討した結果、寸法精度では Objet が一番だということがわかりました」と大泉氏は話す。 2013 年にはさらに PolyJet 方式のうち複数材料対応の Objet30 Pro と、ハイクラスタイプである Objet260 Connex が増設された。マルチマテリアル 3D プリンタである同製品は、透明、高耐熱性、PP ライク、ゴムライクなど多種の材料が使え、ハイスピードで高品質な造形が行える。その成果の一つとして大泉氏は、今年 4 月に発売されたサイクロンクリーナーを挙げた。クリーナーヘッドの裏側には、吸引溝や回転ブラシ、キャスターなど微妙な調整を要する要素が集中しており、この調整を誤ると掃除機自体の性能に大きく影響する。大泉氏のチームは 10 回以上の試作を短期間で繰り返し、設計要件を手早くクリアした。「FDM と PolyJet という二つの技術を使い分けることで、開発のさまざまな要件にすばやく対応できます」と大泉氏は言う。「運用は簡単で、実作業と言えば掃除くらい。新人でもすぐに使えます」。 200％の伸びを支える現在、アイリスオーヤマの家電部門は前年比 200％の勢いで伸びている。国内の家電大手が海外勢に押され業界全体の凋落が語られるなか、これは異例の成長率だ。「新進のメーカーにとってこの苦境こそむしろチャンスです」と原氏は話す。「過剰なスペック競争に振り回されるのではなく、お客様目線で機能を選び、余計なものは省く。そして安く提供すれば市場は歓迎してくれます。たとえば消費者は、吸い込み仕事率 500 ワットや 600 ワットの掃除機よりも 300 ワットの手頃な掃除機を求めているのです」。家電はプラスチックの構成比率が高い。プラスチック成形はアイリスオーヤマの得意分野なのでコストメリットが出せる。「今後の課題は、いかに開発のスピードを上げていくかに尽きます」と原氏は話す。「そのためには 3D プリンタのような新しい技術をもっと積極的に使っていきます。市場の流れに乗り遅れるわけにはいきませんから」。 3 次元モデル、プリントモデルと実製品 Stratasys | www.stratasys.co.jp | Info.Japan@stratasys.com 株式会社ストラタシス・ジャパン〒 104-0033 東京都中央区新川 2-26-3 住友不動産ビル 2 号館 8F Tel: 03-5542-0042 Fax: 03-5566-6360 AUTHORIZED RESELLER ISO 9001:2008 年認定 © 2014 Stratasys Ltd. 無断複写・転載を禁じます。Stratasys, Stratasys のロゴ , Objet, For a 3D World, Objet24, Objet30 Pro, Objet Studio, Quadra, QuadraTempo, FullCure, SHR, Eden, Eden250, Eden260, Eden260V, Eden 330, Eden350, Eden350V, Eden500V, Jo Manager, CADMatrix, Connex, Connex3, Objet260 Connex, Connex350, Connex500, Objet500 Connex3, Alaris, Alaris30, PolyLog, TangoBlack, TangoGray, TangoPlus, TangoBlackPlus, VeroBlue, VeloBlack, VeroBlackPlus, VeroClear, VeroDent, VeroGray, VeroWhite, VeroWhitePlus, Durus, Digital Materials, PolyJet, Polyjet Matrix, ABS-like および ObjetGreen は Stratasys Ltd. およびその子会社、あるいは提携会社の商標、もしくは登録商標であり、いくつかの地域においては登録されている可能性があります。その他のすべての商標はそれぞれの所有者に帰属します。Dual-CS-IRIS Ohyama-JP-03-14 Stratasys のシステムおよび材料、アプリケーションの詳細については 03-5542-0042 もしくは www.stratasys.co.jp をご参照ください。