【導入事例】The Factory AmsterdamがCNC旋盤用治具を150ドルから7ドルへ｜Formlabs Fuseシリーズ

金属部品の加工設備が揃っていても、製品ごとに異なる形状のワークを固定する治具や、組立を補助する道具は別途必要です。
米国ニューヨークを拠点とするThe Factory Amsterdam（以下、TFA）は、こうした周辺治具の製作にFormlabsのSLS方式3Dプリンター「Fuseシリーズ」を活用しています。

公式事例では、CNC旋盤用治具のコストが150ドルから7ドルに、製作期間が3～4週間から1日に変わったと紹介されています。
コレットパッドによるワーク保持と、マグネットの組立作業を支える治具の2つの用途から、内製化の進め方を見ていきます。

導入企業：短納期の金属加工を担うTFA

TFAは、家電製品やガスタービンなどに関わる顧客に向けて、CNC機械加工、旋盤加工、レーザー切断、板金成形などを提供するマシンショップです。
自動化と迅速な納品に力を入れており、金属加工部品を1,000～10,000個のロットで定期的に受注しています。

加工する製品が変われば、保持方法や組立方法も変わります。
既製品だけでは対応しにくい治具を、社内で柔軟に、必要なタイミングで製作する手段が求められていました。

導入前の課題：治具の調達と、使用環境に合う材料

コレットは、旋盤のスピンドル内で加工物を固定する部品です。
TFAでは交換可能なパッドを備えたスチール製コレットを使用し、パッドの形状を変えることで、既に加工された特殊な形状のワークにも対応しています。

ただし、製品に合わせたパッドの外注には費用と待ち時間がかかります。
治具を自社の加工設備で作る場合も、その分だけ顧客向けの部品を加工する時間が必要になります。

同社はFDM方式などによる製作も試しましたが、この用途ではクリープや層間剥離の兆候が現れ、旋盤で使うクーラントへの耐性も不足していました。
形を作れることに加え、保持力や寸法、液体にさらされる環境への適合が課題でした。

使用製品・材料：FuseシリーズNylon 12 Powder

TFAが導入したのは、FormlabsのSLS（粉末焼結積層造形）方式のFuseシリーズです。
材料にはNylon 12 Powderを使用し、ワークに合わせたコレットパッドや組立治具を社内で造形しています。

公式事例では導入機を「Fuseシリーズ」と表記しています。
関連する製品の仕様は、Fuse 1+ 30Wの製品ページでも確認できます。

活用例1：旋盤用コレットパッドを必要な形状で内製

社内で設計・造形できるようになったことで、TFAは、旋盤加工に必要なクランプ圧や半径方向の力に対応するコレットパッドをカスタム製作しています。
コレット全体を作り替えずに、加工物と接するパッドを製品に合わせられる点が特徴です。

公式事例で示されたコストと製作期間

この数値は、公式事例に掲載された当該治具の比較です。
TFAは、必要な数のセットをオンデマンドで造形できるようになり、製品に合わせた治具を手配する待ち時間を短縮しました。

100時間以上の生産で、摩耗の兆候が見られなかった

オーナーのBradley Matheus氏は、1セットのコレットパッドを100時間以上、最大3,000部品の生産に使用し、摩耗の兆候が見られなかったと報告しています。
使用する旋盤の回転数は毎分3,000回転で、パッドには寸法精度と、加工中の力に耐える性能が必要でした。

また、TFAのクーラントは石油系オイル10％と水90％の混合物です。
同社の工程では、Nylon 12製のパッドが継続的に液体にさらされても良好な状態を保ちました。
これは、実際の加工条件に合う材料を選ぶことが、治具の内製化を支えた例です。

活用例2：6,000個のマグネットを扱う組立工程を支援

別の用途では、3,000個の部品それぞれに、強い吸着力を持つN52グレードのマグネットを2個ずつ取り付ける必要がありました。
合計6,000個のマグネットを扱う作業は時間がかかり、作業者の身体にも負担がかかっていました。

Matheus氏は、手動レバープレスでマグネットを供給・圧入できる治具を設計しました。
用途に合わせた形状をSLS方式で造形することで、試作と検証を素早く繰り返せるようになりました。

完成までの間も、手作業を助ける道具を製作

組立治具の開発と並行して、暫定的な道具として、人間工学を考慮したマグネットプレッサーも製作しています。大きな力を加えずにマグネットを押し出し、分離や取り付けをしやすくするための道具です。

大部分は手作業のままでも、作業者の疲労を軽減し、2個のマグネットを取り付ける時間の短縮につながりました。公式事例では、わずか数ドルのパウダーで製作できる治具が、生産性や納品の迅速化に貢献したと紹介されています。

治具づくりを分担し、金属加工設備の時間を確保

TFAにおけるSLS方式の活用は、加工する製品に合わせて治具を用意する取り組みです。コレットパッドでは保持性能とクーラントへの適合を確認し、マグネット組立では作業に合う形状を試作・検証しながら整えています。

周辺治具をFuseシリーズで内製することで、金属加工設備をほかの生産作業に充てやすくなりました。
コストや納期に加え、設備の使い方と組立作業の負担まで見直した点が、この事例の特徴です。

出典

本文・画像：Formlabs「SLS方式3DプリントがTFAマシンショップの効率を改善」（2024年11月26日公開）。記載の費用・期間・使用実績は、公式事例で報告されたTFAの条件に基づきます。