大型部品の積層造形工程の品質管理を向上させる3Dスキャン

積層造形で作り出される大型で複雑な部品

軽量でありながら頑丈な部品を生み出す、3Dプリントなどの積層造形工程および積層造形技術の活用は、業界を問わず、企業に計り知れないメリットをもたらします。試作品製造期間の短縮、カスタム設計の迅速化、過剰な部品在庫の大幅な低減など、積層造形によって、製造工程の効率化とコスト削減がこれまでとは比較にならない高水準で実現できます。

しかし、こういったメリットがある一方、大きさによる制約や品質を一貫して維持すること、拡張性が限られるといった、特に品質管理に関わる重要な課題がいくつもあります。これらの問題を詳しく見ていくことにしましょう。

3Dプリント部品の一貫した品質の維持

生産チームは、特に金属部品の生産で品質の一貫性に関わる問題に直面することが少なくありません。

積層造形工程では、部品を層ごとに3Dプリントしていきます。しかし、各層の強度はすべて同じになるとは限りません。技術者は、理論上は形作られていく層ごとに検査することはできるものの、実際に行うには手間がかかり、非効率的で人為的ミスを招く恐れもあります。

積層造形工程の検査チームは、3Dプリントで製作した各部品が、本来の設計意図と期待される許容誤差のいずれをも一貫して満たしていることをより迅速に確認できるソリューションを必要としています。

高温状態にある、極めて大型の部品の検査

現在の3Dプリンターは、以前に比べて格段に大きな部品を製作できるようになっています。とはいえ、長さ数メートル、重さ数千ポンドにもなる非常に大きな部品の品質管理を行う場合、大きさがやはり問題になってきます。

座標測定マシン（CMM）などの従来の品質管理システムではこの問題を解決することはできません。資格のある寸法測定の専門家がいなかったり、生産量が極めて多かったりすれば、あっという間にボトルネックが発生してしまうからです。また、CMMが設置されている場所まで非常に大型の部品を運ぶのは、多くの人手を必要とする手間のかかる作業です。物理的に不可能な場合もあり得ます。

とても高い温度で部品を製造しているメーカーの場合、検査チームは、部品が冷えるのを待って品質チェックを行う必要もあります。これによって予定がずれ込んだり、スループットの低下を招く可能性もあります。

品質管理工程の短縮

現代の厳しい競争環境下では、タイミングこそがすべてです。特に、新製品の発売やB2B顧客に製品を出荷するといった正念場では大きな意味を持ちます。

需要が急激に拡大した場合は、生産スピードも重要です。だからこそ、積層造形メーカーは、大量生産に対応すべく、新たなシステムに投資しているのです。とはいえ、スピードの問題は、品質管理にも当てはまります。

CMMでは検査によって停滞が発生したり、インライン検査が実施できないという問題とは別に、積層造形メーカーは出荷前に不良部品や寸法の逸脱を発見できる、最新の品質管理手法を必要としています。