3D CAD×3Dプリンタ《Ver.0からはじめるものづくり》T-SOL版【導入編】

2022.7.15

作ってみた

オリジナル
ウォーターサーバー部品製作

#3D CAD ＃3Dプリンタ
#SOLIDWORKS #Markforged

こんにちは、あるいはこんばんは。
大阪営業所のエンジニアの小池です。

以前こちらのブログ（【新】大阪営業所、お見せします！）でお知らせしましたが、5月に大阪営業所はオフィスを移転しました。
最寄り駅の西中島南方駅からは徒歩約3分、JR新大阪駅からは徒歩10分ほどでアクセスも良好です。

移転に伴い、いくつかの機器の入れ替えや追加導入をしまして、
ウォーターサーバーもその一環として新たに導入しました。

使い始めて数日たったある日、所長からリクエストがありました。
ん？この展開、なんだかデジャブ感がありますね。
（詳しく知りたい方は、体温計スタンド作ってみた話【導入編】の製作のきっかけをご覧ください）

3D CAD×3Dプリンタ活用事例：部品製作のきっかけ

今回導入したウォーターサーバーは、それぞれの出口近くにあるレバーを押し込むことで、お湯や水が出るしくみです。
グラスやマグを押し当てて使うのが一般的な使い方だと思います。

問題はここからです。

直径の大きなマグカップ×
ドリップコーヒー

この組み合わせの場合、ドリップバッグとお湯の出口の位置が合わず、マグの奥に直接注がれてしまいます。
（動画をご覧ください）

ドリップバッグを奥に装着すればよいのですが、途中でずれてしまったりします。

やむなくレバーを指で押し込むのですが、窮屈でやりにくいことに加えて、しばしば指にお湯がかかって、あっちっち！になってしまいます。

マグをトレイに置いても、指あっちっち！問題は解決しないですし、今度はお湯跳ねが気になります。

もう、何とかして！というものでした。

それならば、大阪営業所のQOL向上のためにも3D CADと3Dプリンタで作製しましょう！

（ブログ記事にすることで、今回の件を取り組む口実になりますし・・・笑）

3D CADの検証機能は周辺も含めて3D化されることで発揮される！

よくセールストークにも使われたりしますが、3D CADには干渉、衝突などをチェックするための様々な機能があり、設計検証にも威力を発揮します。近年のトレンドワードでは“デジタルツイン”の効果効用ともいわれています。

しかし、それらの機能を利用するためには、設計対象とその関連部分の3Dモデルデータが必要です。

3Dモデルデータのない機器や部品を組み込む際には、KKD(勘と経験と度胸)で設計を進めるか、該当部分の3Dモデルデータを何らかの方法で作成する必要があります。“何らかの方法で作成する3Dモデル”は、必要十分な正確さが得られているかどうかが懸案となります。

要するに、設計対象の周辺の正確な3Dモデルデータがない場合は、3D CADをもってしても、つくってみなければ本当のところは誰にもわかりません。

設計の現場では、多かれ少なかれKKDで設計しなければならない場面があると思います。
「試作」はこのKKDの部分も含めて実証・評価するフェーズであるともいえます。

しかし現実には、時間やコストなどの制約からそもそもが試作できないとか、試作するにしても回数が制限されることも多く、設計者は多かれ少なかれ、ハラハラ、ヒヤヒヤ、ドキドキしながら出来上がった実物を迎えるわけです。

今回の例でも、機器に関する情報は現物が目の前にあるだけです。
当然3Dモデルデータはありません。レバー部品や動作範囲、周辺の寸法などは一切不明です。

なお、設計対象の周辺が比較的シンプルな場合は、周辺の3D CADデータも作成することで、
上述のように、干渉、衝突や動作範囲の検証に加え、必要に応じて強度解析など、3D CADの機能を活用することができます。

少し前に公開された、「SOLIDWORKS × Markforgedで作ってみた：ドアストッパー編」はその好例と言えます。
本件とは好対照な事例ですので、併せてお読みいただければと思います。

3Dプリンタ活用の極意：まずはつくって確かめよう！

本記事のタイトルに書いた「Ver.0からはじめるものづくり」というのは、弊社のお客様であるアズビル株式会社の石川様の受け売りです。“あれこれ悩んでいるよりも、手軽に試作できる環境を用意して、まずは作って確かめてみよう！”という考え方です。
（詳しくは、以前のブログ「3Dプリンタの「ものづくり」を動画で学ぼう！」をご覧ください）