Rapid Prototypingとは？
- Rapid Prototyping プロローグ -
従来、製品開発を行っていく上で試作品を多く作成し、製作時間とコストが多くかかっていました。
その後、コンピュータ技術の発達により開発現場では３次元CADが普及しました。
ただ、コンピュータ画面上だけでは、量感や触った時の感覚などがわかりづらく
引き続き試作品は必要とされていました。
製品開発サイクルの短期間化に伴い試作期間も短縮され、そこで、形状をすぐに確認する方法として
Rapid Prototyping(ラピッドプロトタイピング)が使われるようになりました。
RPとは高速(Rapid)に試作(Prototyping)する事を意味しています。
- Rpid Prototypingの造形方法 -積層造形法とは？
『 ラピッドプロトタイピング 』では【 積層造形法 】と呼ばれる製造手法が用いられています。
製品の3次元CADデータをスライスし薄板を重ね合わせたようなモノを製造元データとして作成し、
それに粉体、樹脂、鋼板、紙などの材料を積層して試作品を作成します。
意匠性が高いデザイン試作品の製造も可能であることが特徴です。
【 積層造形法 】であれば、初期費用を安く抑えつつ複雑な形状の製作にも対応できます。
また、3Dデータ以外は必要ないため複雑な図面や製作仕様書を書くような煩雑な作業も必要ありません。
職場やご家庭のPCで製作したい3Dデータを作成するだけです。
CADやCGから出力したデータを造形機にかけるだけで自分だけのオーダーメイド製品を作ることができます。
実際にこんな作業をしては「高速（Rapid）に試作（Prototyping）」へ至りませんが
全ての工程を自動化したり、紫外線レーザーを照射すると固まる樹脂を応用する事で必要な形状を
早く・ 美しく立体化する事が可能となります。
主な積層造形法は以下の通りです。
Rapid Prototypingの造形方法 – 積層造形方法の種類って？ -
| 光造形
紫外線で硬化する液体樹脂を利用し、
断面形状を積み重ねることで目的とする形状を製作することができます。
ですが、紫外線への暴露や吸湿によって、変色や変形が起きたり脆くなる場合があります。
常温で制作するため、製作時間は粉末造形より短くなる傾向がありますが、形状硬化後に液体樹脂を洗浄作業が必要になります。
| 粉末造形
炭酸ガスレーザーでナイロン樹脂などを溶かして固め断面形状を積み重ねることで、
目的とする形状を制作することができます。
時間が経つことで変色が起きる場合があります。
高温で製作し常温まで冷えるのを待つため、製作時間は光造形より長くなる傾向があります。
| シート積層
インクジェットプリンタのように複数の溶液をノズルから射出し、
断面形状を積み重ねることで目的とする形状を製作 することができます。
強度、靭性は低い傾向にありますがフルカラーの製品を作れたり、色々な材質の樹脂があります。
冷却や樹脂の洗浄作業が無く、製作時間は粉末造形や光造形より短くなる傾向があります。
| 押し出し式
溶かした樹脂をノズルから押し出して、
断面形状を積み重ねることで目的とする形状を製作することができます。
粉末造形や光造形より強度、靭性は低くなりがちです。
冷却や樹脂の洗浄作業が無く、製作時間は粉末造形や光造形より短くなる傾向があります。
Rapid Prototypingの歴史
ラピッドプロトタイピング技術は1980年4月に名古屋の小玉秀男氏が
「 立体図形作成装置 」として特許出願したのが
世界で最初であるといわれています。しかしながら、画期的な発明であるにもかかわらず、
当時は実用化の話もなく、権利化には到りませんでした。
一方、世界で最初に製品化したのは3D Systems社( 米国 )のHull氏です。
Hull氏も小玉氏とほぼ時を同じくして光造形のアイデアを得て、
試行錯誤の後1984年に米国特許として出願し、 日本には1985年に出願しています。
その後、自ら造型機メーカー( 3D Systems社 )を設立し、
1988年に光造形1号機の出荷に到りました。
次第に、ラピッドプロトタイピング技術の 重要性も認識され、
装置や材料の性能も飛躍的な発展を遂げていきました。
ラピッドプロトタイピング 技術の発明から20年以上が経過し、
今日の製品設計現場に欠かせないツールの一つとなっています。
従来、製品開発を行っていく上で試作品を多く作成し、製作時間とコストが多くかかっていました。
その後、コンピュータ技術の発達により開発現場では３次元CADが普及しました。
ただ、コンピュータ画面上だけでは、量感や触った時の感覚などがわかりづらく
引き続き試作品は必要とされていました。
製品開発サイクルの短期間化に伴い試作期間も短縮され、そこで、形状をすぐに確認する方法として
Rapid Prototyping(ラピッドプロトタイピング)が使われるようになりました。
RPとは高速(Rapid)に試作(Prototyping)する事を意味しています。
