米国の中小規模メーカーであるEast/West Industriesは、航空宇宙大手企業のサプライヤーとして高い評価を受けています。競争激化や納期短縮の背景から、同社は生産効率向上とコスト削減を目指し、産業用3Dプリンタ「Fortus 450mc」を導入しました。本事例では、最新の3Dプリンティング技術を活用した同社の取り組みについて紹介します。
賢明な技術選択による製造の成功
中小規模の製造業者は、その功績を正当に評価されることはほとんどありません。しかし、もし彼らがいなければ、あなたがよく知っている大企業、たとえばゼネラルモーターズやボーイングといった会社も存在できなかったでしょう。これら大手企業の成功は、部品やサブアセンブリを納期通り、予算内で供給する中小規模のサプライヤーたちの支援によるところが大きいのです。
East/West社もそのようなサプライヤーの一つです。同社は、ボーイング、ロッキード・マーチン、ノースロップ・グラマンといった大手航空宇宙メーカー向けに、乗員の命を守る製品を設計・製造しています。しかし、すべての製造業者が知っているように、成功が保証されることは決してありません。競争力を維持するためには、賢明なビジネス上の意思決定と、顧客満足に対する揺るぎない集中力が求められます。そして、これこそがEast/West社が複数の業界賞、さらにはボーイングの「年間最優秀サプライヤー賞」を獲得するのに貢献した戦略なのです。
成功は正しい技術への投資から始まる
多くの製造業者と同様に、CNC加工はEast/West社の生産能力の中核となっています。しかし、同社が成長し需要が高まるにつれて、機械加工工場がボトルネックとなりました。顧客部品の製造に加え、それらをサポートするワークホールディングツール（治具）の製作により、さらに加工資源の需要が増大したのです。これらのツールの設計作業やCNCプログラミングもリードタイムやバックログを増加させていました。
East/West社のプロダクト・ディベロップメント部門シニアディレクター、Mike Vetter氏は、何かを変えなければならないと認識していました。CNC機械を追加購入すれば改善は見込めますが、特に魅力的な選択肢ではありませんでした。
「CNC機械は場所も資金も多く必要ですし、経験豊富なCNCオペレーターを見つけるのも大変なので、機械を追加する選択肢は大きく制約されていました。」
East/West社では以前から3Dプリンターを生産プロセスに導入しており、Vetter氏はこれが助けになるかもしれないと考えていました。しかし、ワークホールディング用部品の3Dプリントには、既存のプリンターの能力を超える要求がありました。そこでEast/West社は、さらなるCNC機械ではなく、産業用3Dプリンターへの投資を決断しました。同社が導入したのは、Nylon 12CFを含むより多様な材料と高い生産能力を持つStratasys社製Fortus 450mcでした。この投資により、East/West社はワークホールディング用の治具を機械加工ではなく3Dプリントで作製できるようになりました。平均して、ツールの製作時間を2日短縮し、ツールコストは50%削減、全体の製品準備期間も2週間延長できました。
「Fortus 450mcの導入によって、CNC機械を新たに買い足したり、さらに作業者を雇ったり、製造待ちの部品の列を増やして納期が延びるといったサイクルを断ち切ることができました」とVetter氏は言います。「今では、加工プロセスの構想を練り、必要なツールをプリントして、部品を機械に装着できるようになりました。CNC機器を治具作りではなく、付加価値のある製品作りに使えるようになったのです。」
また、この3Dプリンターは24時間稼働できるため、Vetter氏のチームはワークホールディング用ツールを夜間にプリントし、翌日すぐに使い始めることができます。「このプリンターは大幅な時間節約になります」とVetter氏は語ります。「ほとんど後処理も必要ありません。多くの場合、プリンターから出てきた部品をそのまま使えます。これは大きな利点です。」
マルチツールとしての3Dプリンター
多くの企業は1つか2つの用途のために3Dプリンターを購入します。しかし、East/West社は異なるアプローチをとり、Fortus 450mcを多岐にわたる用途で活用しています。一例として、機械加工担当者が加工プロセスを評価・計画するのに役立つ実物大のプロトタイプの作成があります。これによって、後々時間のかかるエラーを回避できます。同様に、エンジニアは3Dプリントされたプロトタイプを使って設計を確認しています。実際の部品を手に取って調べることで、CAD画面上では見落とす可能性のある問題点が明らかになり、後工程の生産遅延を防げます。「実際に部品を手にしてみないと、その機能が機械加工できないことに気づくことがあるんです」とVetterは述べています。
シートメタルの成形用工具が損傷した際には、エンジニアがカーボンファイバーNylon 12CFを用いて交換用工具を3Dプリントしました。2日以内で新たな工具を完成させ、見事に作業をこなしました。「Fortus 450mcのような多目的装置があることの素晴らしい点は、常に新しいことに挑戦できることです」とVetterは言います。「Nylon 12CFで実物大の成形工具をプリントし、最初から素晴らしい結果でした。これによってスケジュール上大きなリスクとなり得た時間を大幅に節約できました」とVetterは付け加えています。
他にも、3Dプリントの代替部品の活用があります。East/West社が製造する一部のサブアセンブリは、顧客先施設にある部品と適合しなければなりません。Vetterのチームは、顧客から提供されたCADデータを使って、そうしたマッチング用部品の代用品を3Dプリントしています。これによりEast/Westの部品が顧客のアセンブリに完全に適合することが保証されます。「顧客にとって初回から品質が良いことは非常に重要です。部品を出荷する際に100%機能することを確認できるのは、顧客とEast/West双方にとって大きなメリットです」とVetterは述べています。また、East/West社が積極的に付加製造といった先進技術へ投資し、顧客ニーズに応えていることを示しています。
応用事例はこれにとどまりません。VetterのチームはFortus 450mcを用いてさらなる課題を解決し、効率化を進めています。エンジニアは障害を持つ従業員がより快適かつ効率的に作業できるよう、特注の作業補助具を設計・プリントしています。他にも、顧客向け設計レビュー用の3Dプリントコンセプトモデルの作成も行っています。East/West社では新社屋の床面図をチームで視覚化できるよう、3Dプリントで建物モデルも作成しました。
適切に使えば、Fortus 450mcは3Dプリント分野のマルチツールともいえます。単一のプリンターで多様なアプリケーションに対応し、複数の解決策を提供することができます。East/West社のような先進的なメーカーの手にかかることで、その多用途性は顧客にポジティブな影響を与える課題解決につながります。East/West社のビジネス開発担当副社長のJoe Spinosaはこうまとめています。「付加製造には本当にたくさんの使い道があります」。Fortus 450mcの活用を最大化することで、East/West社はこの投資をしっかり活かしているのです。
この事例で登場した製品
Fortus450mc
次世代プロダクション3Dプリンター