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ブラザー工業株式会社 ブラザー工業株式会社 ブラザー工業株式会社 ロゴ

ブラザー工業株式会社

URL:global.brother/ja

住所:〒467−8561 名古屋市瑞穂区猪苗代町15-1

事業内容:通信・プリンティング機器、電子文具、家庭用ミシン、工業用ミシン、産業機器、工業用部品、通信カラオケシステム、コーディング・マーキング機器、デジタル印刷機などの製造・

工場地下に整備された「デザインファクトリー」。
製品設計・開発者が現場ですぐに量産材料で試作〜小ロット生産できる未来の設計スタイル。

開発センター 新規事業推進部 事業開発グループ 技術士(機械部門/総合技術監理部門) 
矢澤 宏明 氏

アイデアをすぐに形でチェックできる「3D 造形室」

1908 年にミシンの修理業から始まったブラザーグループは、今日では、プリンタや複合機などの情報通信機器事業を中心に、世界40 以上の国と地域に拠点を置き、グローバルに事業活動を展開している。プリンタ・複合機以外にも、電子タイプライタや洗濯機などの家電、カラオケシステムから自動加工機などの産業機器に至るまで、多様な製品を世に送り出してきた歴史がある。創意工夫に富んだ創業者のモノづくり精神は百年以上にわたり脈々と受け継がれ、現在も研究開発費は売上収益の6.8% ときわめて高い水準にある。
同社が設計・開発の効率化のために3D プリンターを導入したのは2006 年と、国内メーカーのなかでも早いほうだった。
「開発者は自分のアイデアを具現化したり、その結果を確認したりするためには、設計図ではなく実際のモノに触れて、仕上がりを確認する習慣がついています。かつては試作品を作るために、部品一つでも外部に発注していました。手元に届くまでに早くとも1 週間はかかります。試作品を見て改良を加え、再び試作を外注するという手間とコストは膨大なものでした。これが3D プリンターの登場で大幅に削減されたのです」 と振り返るのは、開発センターの矢澤宏明氏だ。もともとはプリンタの機構部を設計するメカエンジニア。設計図を手書きしていた時代も知っているが、2D、3D へと進化する設計手法のデジタル化をリードしながら、3D プリンターの業務への適用可能性を現場で実証してきた。
同社瑞穂工場の地下1 階には「3D 造形室」と呼ばれる部屋がある。


3Dプリンターによる試作部品 3Dプリンターによる切削による試作部品

3D プリンターによる試作部品(上)と切削による試作部品(下)



3D モデリングマシン MODELA PRO II MDX-540S

3D モデリングマシン MODELA PRO II MDX-540S

超小型射出成形機

超小型射出成形機


歴代の工業向け3D プリンターの他にローランド ディー. ジー. 社製の3D モデリングマシンやそれを制御するためのC&G システムズ社製CAM ソフトウェア、スワニーが提供する超小型射出成形機が整然と並ぶ。試作品を設計する各部署の開発者のデータはここに送られ、専任のオペレーターがデータを受け取り、マシンを作動させる。たいていの部品は当日または翌日までに製作が終わり、設計者はそれを受け取って、材質の特性や強度、精度をチェックすることができる。
スワニーは小さなオフィススペースでプラスチック成形部品の試作から生産までを可能にする「デザインファクトリー」を提案している。開発者が開発現場で、すぐに3D プリント品や高精度の切削品、そして成形による量産材料による試作品を手に取ることができる瑞穂工場の3D 造形室は、まさにデザインファクトリーの構想そのものだ。

試作期間は約80% 減、試作費用も約1/3 ~ 1/5 減に

矢澤氏は同業の仲間と3D プリンターについての勉強会を重ねたり、スワニーが開催するセミナーや展示会に足繁く通ったりするなかで、同社のデザインファクトリーのコンセプトが自社の目指す方向に近いものだと確信してきた。それゆえ3D 造形室の設備も、スワニーが自社に設けている構成をほぼ踏襲している。
「3D プリンターを導入すること自体が目的ではなく、あくまでもそれによって開発工程の効率化を進めることが目的なので、スワニーのノウハウをそのまま自社に移管するという方向で導入を進めました。社内の利用者を増やすため開発者が操作を体験する時間を作ったり、評価実験用の部品成形を行ったりすることで社内啓蒙を進めてきました」



その成果があってか、現在は、将来の製品のアイデアを練る段階で、さまざまな新規部品を試作するために、この部屋はフル活用されている。試作点数は月に平均して500 ~ 600 個にも及ぶ。設備の利用に制限はかけておらず、各部門がどれだけ使ったかを集計し、後で材料費を請求する形を取っている。
「開発者の間では、形状を早く手に入れたければまずは3D プリンターで成形するという習慣が生まれつつあります。その効果は試作手配工数の削減、試作期間短縮、試作費用削減など全般に及んでいます。例えば、試作外注で約7 日かかっていたのが、2 日以内で入手できるようになり、工程は約80% 減。試作費用も約1/3 ~ 1/5に減っています。試作品を検証して、材質、精度を突き詰めたければ、切削試作ができるようにしており、さらに最終部品の成形もデジタルモールド®(3D プリント樹脂型)で簡単にできる環境が整いつつあります」
開発者の設計スキルの向上という点でも、デザインファクトリーの意義は大きい。迅速に、かつ低リスクで何度でも納得がゆくまで試作を重ねることで、アイデアが膨らみ、結果的に製品の品質が向上する。試作品に触れながら、設計のツメが甘かったことも実感できるようになる。
「開発の次の工程に移るまでには多くの評価・確認が必要です。失敗となる箇所をいかに早く見つけて対策するかが重要。損害の発生しない開発初期に多くの失敗経験を積み、デザイン・試作・検証のサイクルを何度も回すことができる。これは開発者の技術を向上させるうえでも重要なポイントです」

開発者の余分な手間を徹底的に省く

瑞穂工場における3D プリンターの導入は早かったが、しかし、当初から必ずしも効率的な運用ができていたわけではなかった。開発者が3D プリンターを利用する頻度が増えれば増えるほど、サポート材の除去や機械のメンテナンスの時間も増えてしまうという事態も発生した。矢澤氏は、3D プリンターの活用を進める上で開発者にとって何が課題なのかをヒアリングし、どうすれば効率的な運用環境ができるかの検討を進めた。


完全自動型3D-CAM SOFTWARE Craft MILL(C&G システムズ社)

完全自動型3D-CAM SOFTWARE Craft MILL(C&G システムズ社)



デジタルモールドと 手前の射出成形した透明部品

デジタルモールドと 手前の射出成形した透明部品

超小型射出成形機で量産された試作品

超小型射出成形機で量産された試作品

開発センター 新規事業推進部 事業開発グループ 技術士(機械部門/ 総合技術監理部門)矢澤 宏明 氏

開発センター 新規事業推進部
事業開発グループ 技術士(機械部門/ 総合技術監理部門)矢澤 宏明 氏


その過程で「開発者が欲しい品質の試作品を短時間で作れることは最大の条件。ただ、そのために開発者が開発以外の余分な時間がかかってしまうようでは、元も子もない」と考えるようになった。そこで、開発者が装置のメンテナンスなどで時間をとられないように、3D 造形室にマシン全体を管理する専任のオペレーターを採用することにした。「開発者自身は設計から試作品製作までのプロセスを把握しているが、機械のメンテナンスや細かい操作まではしない」というのが、ブラザー流のデザインファクトリーの考え方なのだ。
とはいえ、同社のデザインファクトリーはまだスタートしたばかり。現在は試作品検討にとどまる利用法も、いずれはここで量産部品を製造するという計画もある。その実現のために、個々の装置の機能に関するリクエストは具体的だ。例えば、スワニーのデジタルモールド、デジタルモールドNC については、「3D プリンターを利用して、短時間に低コストで成形型を作れるユニークな技術」と評価する。「対象のサイズや成形ショット数をもう少し増やす手段がプラスされれば、格段に利用する機会が増える」と考えている。
「これまで外注でしか作れなかった試作品や量産品が、自社のスペース内に装置を設置することで人も時間もかけずに作れるようになったのは画期的なこと。今後は各装置がそれぞれの品質レベル、操作性を改善するとともに、異なる装置間の連携機能も強化し、機能面では対象サイズや3D プリント材料の物性改善により成形数などもさらに向上していくことに期待している」と語る。
製品の改良と実務でのノウハウが相互に切磋琢磨することで、デザインファクトリーはますます進化していくのだ。



Design Factory Logo

デザインファクトリーとは、ものづくりに特化し、従来の工法と最新のデジタルツールを使いこなすスワニーが提案する新たなファクトリーのカタチ。この「SWANY DESIGN FACTORY」は、スワニーが実際にお客様のアイデアをカタチにするために運用しているコンパクトシステムです。“デザイナーがいるファクトリー” をコンセプトに、小さなオフィススペースでのプラスチック部品の試作~生産を可能にする現場が本当に求めていたスマートファクトリーの新提案です。

SWAN Logo

有限会社スワニーは、現場経験豊富な技術者が3D データを駆使して製品設計、部品試作、製品化支援をお客様の要望に合わせてお応えします。
日本で一番頼ってもらえる製品設計会社を目指して「人の心を動かすカタチづくり」をコンセプトに最新の技術と最新設備を積極的に取り入れるとにより、お客様のニーズに合わせたソリューションを提供しております。

Roland Logo

ローランド ディー. ジー. 株式会社は、デジタル技術の活用で、より豊かな社会を実現するという企業理念を持ち、多様化するニーズに合わせ、業務用大型インクジェットプリンターや3 次元切削加工機などを多くの製造現場や教育機関に提供しております。

CGS Logo

株式会社C&G システムズは、国産CAD/CAM ソフトウェアメーカーとして、試作・量産ものづくり市場にむけたIT ソリューションを展開しております。多様化・高度化する生産技術の変化に対応し、自社開発ソフトの強みを生かした解決策と、高精度・高品質にこだわった技術を提供いたします。

MSYS Logo

丸紅情報システムズは、1992 年以来エンタープライズ向け3Dプリンターを取り扱っております。
製品の販売に加え、レンタル・オンデマンドプリントといったサービスや導入後の保守サポート等を提供し、お客様の3D プリンター活用を支援しております。


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