3Dプリンターを活用したビジネスとは?事業の幅を広げる活用術まとめ

創業手帳

3Ⅾプリンターで何ができるかイメージしてみよう


3Dプリンターは、3次元データから立体を造形できる機器です。
3Dプリンターで使える素材は、柔らかなゴム素材から強度が高い素材まで幅広く、試作品の製造、部品や最終製品の製造にも使われています。
作業の効率化やコスト削減、顧客ニーズへの対応など、活用の幅はアイデア次第で広がります。
自社でどのような活用ができるか考えてみましょう。

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3Dプリンターで何ができる?


日々技術は進歩しています。それは、経営や事業にも大きな幅を広げてくれる可能性を秘めたものです。

その中でも、国内の産業で導入が進み注目を浴びているのが3Dプリンターです。
3Dプリンターは、単純にモノづくりの幅を広げてくれるだけでなく、企業の経営にも影響するほどの価値があります。
ここでは、3Ⅾプリンターとは何かといった基礎的な部分から、どのように企業が活用できるかまでわかりやすく紹介しています。

そもそも3Dプリンターとは?

3Dプリンターは、3次元のデータをもとにして断面形状を積層することで、立体造形物を作成できる機器の総称です。
3次元のデータは、3Ⅾ CADや3Ⅾ CGといったソフトウェアで作成します。

一般的なプリンターであれば、紙などの平面にインクで文字や画像を印刷します。
3Ⅾプリンターは、液体樹脂を少しずつ硬化させたり熱溶解させて積み重ねたりといった様々な技法で材料を立体的に成型するものです。

3Dプリンターでできること

3Ⅾプリンターを知っていても、それがどのように経営に関わるのかピンと来ていない人も多いかもしれません。
デザインや形状確認のための試作として3Ⅾプリンターを使っていても、それ以上の使い方をしてこなかった会社もあるでしょう。
ここでは、3Ⅾプリンターを活用してできることをまとめました。

試作の作成

3Ⅾプリンターがよく使われる場面といえば、試作、モックアップの作成です。
でき上がりを紙上でイメージしながらの商品開発では、新しいアイデアを生み出したり課題に気付いたりしにくく、開発工程になってようやくわかることがあります。

3Ⅾプリンターで試作を作成することによって、持った時のサイズ感や感触も踏まえた製品の検証が可能です。
最終製品のクオリティを上げるためにも、3Ⅾプリンターでの試作が有効です。

型の作成

柔らかい素材を型に押し込んでものを作る射出成型は、多くの製品に使われています。
この射出成型に使われる型も3Ⅾプリンターで作成することが可能です。

型の作成は、外注すると費用がかかります。
加えて、実際に使いながら修正を加えようとすることも多々あります。
3Ⅾプリンターを使って自社で型を作成できれば、よりスピーディーに修正に対応できるでしょう。

意匠や機構の確認

商品企画の際に立体模型を用意すれば、意匠や機構の完成イメージもすぐに共有できます。
例えば、可動域のある製品の動作検証・確認やパーツがはまるかどうかを確認する時にも便利です。
機械部品などの様々な試作にでき、プレゼンの際も仕様書やイラストで伝わりにくい部分を補完できるため、訴求力が向上します。

建築・建設模型

建設や建築業界では、プレゼンの場面で図面や仕様書だけではわかりにくい部分を表現するために、建築模型を使っています。
しかし、模型の外注には時間がかかり、時間面やコスト面で妥協しなければならない時もあります。
建築模型を3Ⅾプリンターを使って内製すれば、製作期間を短縮化し、プラン変更に合わせて柔軟に対応が可能です。

フィギュア・記念品などの最終製品の作成

3Ⅾプリンターは、試作や模型に限らず最終製品の製造にも使われます。
小ロットの部品や最終製品を型を使わずにダイレクトに製造できるため、コストの削減が可能です。

3Ⅾプリンターは、カスタマイズがソフトウェアの修正で対応できます。
クライアントが求める機能に応じて、製品をカスタマイズして個別対応ができます。
特に、小ロットのオーダーメイド製品や多品種の少量生産は3Ⅾプリンターが役立つ場面です。
受注生産のフィギュアや記念品といったものも、3Ⅾプリンターが活躍します。

治工具の作成

3Ⅾプリンターは、製造現場での治工具の作成にも使われます。
治工具は目的や用途によって細かくわかれていて、使う頻度が少ないものも存在します。

3Ⅾプリンターがあれば、データを用意しておいて自社でも治工具を単品で製造できます。
必要な時に必要な治工具をすぐに用意するためにも、3Ⅾプリンターが便利です。

保守パーツの作成

多くのメーカーで課題となっているのが、保守パーツの管理です。
商品の品番ごとにメンテナンス用のパーツを在庫として持っていると、保管スペースや管理、物流コストが大きくなってしまいます。

保守パーツを3Ⅾプリンターで保管しておくことによって、ものを持たなくてもデータで保守パーツの在庫を確保できます。
必要な時に必要な分だけプリントすればいいので、保管や管理の手間もかかりません。

また、生産拠点がグローバルな場合にも、保守パーツを配送することなくデータでやり取りできます。
輸送コストを削減、工程のスピードアップが可能です。

3Ⅾプリンターを導入するメリット

3Ⅾプリンターでできることは幅広くあります。3Ⅾプリンターを導入することによって、どのようなメリットがあるのか紹介します。

開発期間の短縮

3Ⅾプリンターを導入することで、ものを製造する工程自体が変わります。
今までは金型を外注して部品を製造していたものも、自社でデータを用意すれば3Ⅾプリンターですぐに作成可能です。

試作品やテストパーツも必要な時にすぐに用意できるため、商品開発の期間が短縮され、試作工数やコストを削減できます。

作業効率の向上

データからすぐにパーツや治工具を作成できるため、今までのようにパーツを取り寄せたり、多くの在庫から必要なものを探したりする手間もなくなります。

その結果、作業効率が向上し、よりスピーディーに製造が可能となります。
思いついたアイデアをすぐに立体化できるので、より新しいアイデアにチャレンジする機会も生まれるでしょう。

コスト削減

今まで外注していた部品やパーツを内製化すれば、外注費を削減できます。
データやパソコン画面からは気が付かないような、デザインミスも金型製作前に確認できます

ミスが少なくなり、余計な費用も掛かりません。3Ⅾプリンターを最終製品に活用すれば、大幅にコストを削減して製造が可能となります。

収納などのカスタマイズ

ものづくりの現場では、整理整頓が欠かせません。
整理整頓され清掃が行き届いた状態は、生産性の維持だけでなく安全性の確保のためにも重要です。

3Ⅾプリンターを活用することで、工具に合わせた収納を自社で作成できます。
見た目にもわかりやすい収納は誰でも使いやすく、一目で片付いているかどうかをチェックできるというメリットもあります。

コミュニケーションのツールとして活用

3Ⅾプリンターを活用すれば、部署間でのコミュニケーションもスムーズになります。
設計と製造などで製造ラインを共有するにもわかりやすく、作業者に担当部位を説明する時もスムーズです。

組み立ての工程ごとに担当のパーツが違うモデルは色付けしたり、ねじ締めの順番を明記したりして視覚的に作業手順を伝えるツールを作成できれば、現場でのミスも減少するでしょう。
現場の理解を促進して、ケアレスミスの減少、生産効率を上げることにも役立ちます。

多様な顧客ニーズに対応できる

3Ⅾプリンターを活用して最終製品を作ることで、小ロットでも生産しやすくなることもメリットのひとつです。
顧客の多様なニーズに対応しようとすれば、大量生産よりも小ロット、受注生産での製造が適しています。
機械のジョイント部分を交換して様々な機能を持たせるといった製品も、3Ⅾプリンターを使って製造できます。

3Ⅾプリンターの導入は公的支援制度の対象

3Ⅾプリンター自体は、10万円以下のものから5,000万円を超えるようなものまで幅広く存在しています。
企業向け3Ⅾプリンターの相場は100万円~500万円程度が一般的といわれています。
自社でどのような使い方をしたいか、そのニーズに沿ったスペックの製品を選ぶようにしてください。

費用の捻出が難しくて3Dプリンターの導入を悩んでいる事業者も多いかもしれません。
費用がネックの場合には、公的支援制度が活用できないかチェックしてみましょう。

主に以下の公的支援制度を活用できます。

 

加えて、地方自治体で独自の支援制度を用意している場合もあります、
3Dプリンターを導入する際には、活用できる公的支援制度がないかチェックしてみてください。

3Ⅾプリンターを始めるために必要なもの

3Dプリンターを企業に導入するためには、3Dデータを作ったり3Dプリントを調整したりするためのソフトウェアが必要です。
また、実際に出力するための機材や付帯設備を最低限用意しなければいけません。

付帯設備とは、作成物からサポート材と呼ばれる余分な部分を取り除くための装置や、3Dプリンターを安定稼働させるUPS(無停電装置)が含まれます。
まずは、ニーズに対応する機種を選定し、それに合わせた設備を導入しましょう。

3Ⅾプリンターはどのような業界で活用されている?


3Dプリンターは、決して安いものではありません。どのように使うのか、導入することでどのような価値が生まれるのかを把握してから導入することをおすすめします。
ここでは、業界や分野別に3Ⅾプリンターの活用事例を紹介します。

自動車分野

自動車は多くのパーツを組み合わせて作られています。自動車分野では、パーツ製造の一部を3Dプリンターにして自動車開発行っています。

3Dプリンターは、小型化や軽量化が求められるパーツの製造にも適しています。
具体的には、3Dプリンターを使った部品の製造やアルミ鋳造用金型を製造などを実施しています。

医療分野

医療分野では、3Dプリンターが活発に活用されています。
例えば、内視鏡部品のように小型化が必要な医療部品や、人体に埋め込む人工関節、チューブ器具に3Dプリンターが使われています。
さらにCTやMRIのイメージデータを使って高精細な臓器モデルを3Dプリンターで製造でき、複雑な手術のシミュレーションも可能です。

義手や義足といった義肢の分野でも3Dプリンターが活躍します。3Dプリンターがあることでひとりひとりに合わせたフィッティングができるようになるため、コストを抑えつつデザインのオーダーメイドにも対応できます。

建築分野

建築分野での3Dプリンターの活用では、2022年の2月に日本初となる3Dプリンターを使って建築許可を得た建築物を建築しています。
これは、壁面を3Dプリンターで製造して現場で組み上げるものです。

3Dプリンターを使った建築は、工期を短縮できる点が魅力です。
さらに、建築のために使う材料やエネルギー消費量、CO2排出量の削減が期待できるため、海外では環境に優しい建造物として普及が進んでいます。

航空・宇宙分野

常にテクノロジーの先端にある航空・宇宙分野も、3Dプリンターを活用しています。
航空・宇宙分野は気圧や温度が厳しい条件に対応するため、破損やミスが許されない分野です。

また、どれだけ軽量化するか、コストカットできるかも重要な要素です。
金属3Dプリンターの精度が向上したことで、有名飛行機メーカーなど海外を中心に3Dプリンターが導入されています。
3Dプリンターを活用した安価で効率が良い製造方法は、今後も利用されていくことが予想されます。

産業機器分野

ものづくりには、クレーンやベルトコンベア、プレス機といった産業機器も欠かせません。産業機器の製造も、3Dプリンターが活用できます。

産業機器のメーカーでは、3Dプリンターを使って試作品の製造を効率化可能です。
試作品は、多くの素材をテストして最適な素材を見つけるためにも使用されています。
3Dプリンターを使って、低コスト、スピーディーに試作品を作成できれば、試作品を使った検証や分析にも役立ちます。

ロボティクス分野

ロボティクスは、ロボットの制作や設計、制御を行うロボット工学を指す言葉です。
農業や医療福祉、小売業といった多くの業界でロボットが活躍すると期待されています。

ロボティクス分野でも、パーツの制作は欠かせません。今後、ロボットによって多くのニーズに対応することが予想されます。
しかし、顧客ごとのニーズに対応すれば製造期間や費用が大きくなり、ビジネスとして成立が難しくなってしまいます。

3Dプリンターを活用することによって、短期間低コストでパーツを作成できれば、顧客の多様なニーズに対応しやすくなります。
また、試作品も作りやすくなるため、新しいアイデアや提案の幅も広がるでしょう。

コンシューマー製品分野

コンシューマー製品とは、家庭用、個人向けに作られた製品のことです。
例えば、シューズメーカーでは3Dスキャンで足を計測して、3Dプリンターで試作品を製造しています。
コンシューマー製品分野でも、3Dプリンターが活発に活用されています。

まとめ

3Dプリンターは、技術の発展によって小さくて精密なものから大きな造形物まで広く活用されています。
3Dプリンターを活用することによって、コスト削減や作業の効率化、コミュニケーションの円滑化といった多くのメリットがあります。
自社でどのように活用できるかシミュレーションしてから、機種を選定しましょう。

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(編集:創業手帳編集部)

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