3D Systems 製 ProJet® 3500 HD 3D プリンタは Citizen Watch の時間と費用を節約します

「当社の腕時計のデザインの高精度 3D プリントのモックアップを使用して、私たちは品質を向上させ、6 か月以内に ProJet MJP の設置費用の 3 倍を節約しました」-- Citizen Watch、製品開発部、内藤氏

Citizen Watch は同社初の腕時計を 1931 年に発売しました。それ以来、Citizen は今日の世界的なブランドに成長し、光を電気エネルギーに変換する「エコドライブ」や 100,000 年につき 1 秒以内の正確さで時計を更新する原子時計からの標準電波を利用した電波時計などの革新的な製品によって高い評価を得ています。

機密の開発戦略を維持するために、Citizen は社内のプロトタイピング部門を利用しています。3D プリンタを入手する前、Citizen では社内の複合工作機械の NC 旋盤を使用して最終的な腕時計のデザインおよび組立ジグのモックアップを作成していました。しかしながら、このタイプの機械加工はしばしばコストとタイムラインの遅れが追加されるため、Citizen は開発センターがプロトタイプに費やす時間と費用を低減するための 3D プリントによる選択肢を調査することを決定しました。

設計者のスケッチからプロトタイプへの移行には、デザインレビューと調整の繰り返しが含まれ、提案された各変更に続く新規プロトタイプの機械加工には膨大な時間と費用がかかります。タイムラインの制約によって作成できる検証モデルの個数が制限されたため、Citizen は機械加工で一部のアイデアを検討することができませんでした。この制限は、設計者がより良い最終設計を生み出すことができるように、早い段階で設計を徹底的にレビューするための時間を設計者に与える手段の 1 つとして同社が 3D プリントに投資することを後押ししました。

Of the ten 3D printers Citizen evaluated, 3D Systems’ ProJet MJP (MulitJet Printer) HD printer was the only one that satisfied all of their needs. The 3D printer produces durable, high-quality plastic parts using MultiJet Printing technology, and 3D Systems’ robust, UV-curable VisiJet® materials in an assortment of colors. With a net build volume of 11.75 x 7.3 x 8 inches, the printer provides a high speed print mode and delivers high definition prints with exceptional detail precision and surface quality.

しかし、Citizen は最終的に ProJet MJP をプロトタイピング以上の目的で使用するようになりました。「VisiJet 材料は染色や塗装が可能なので、完成品の外観を持つモックアップを迅速かつ容易に評価できます」と Citizen の技術開発部門の内藤氏は言います。「半年の間に ProJect の設置費用の 3 倍が節約され、CAD だけでは確認できなかった物理モデルの問題点を発見するのに役立っています。現在では、最終モックアップを完了する前に製品の微調整と改善を行うことができるため、品質の向上、時間とコストの大幅な削減につながっています」。

Citizen は自社の MJP プリンタを使用して実際のサイズの 3 倍で微小構造部品を拡大してプリントして、それらの動きを調べて新たな組立治具を考案しました。3D プリンタを入手する前に、Citizen は 1 種類の組立治具を製造しました。しかし、ProJet を入手した後で、Citizen は新たな治具の候補を作成しました。これにより、Citizen は最短の時間で必要なフィットに最適な形状を作ることが可能になりました。この MJP プリンタは、 20 ~ 30 日間のプロセスを一晩の生産に変え、強力な開発ツールの 1 つとして Citizen のワークフローの中へシームレスに組み込まれています。

「少なくとも、ProJet MJP の精度は並外れて高く、小さな時計アセンブリをつなぎ合わせる場合に極めて重要です」と Naito 氏は語っています。「しかし、ProJet には他にも重要な利点があります。歪みや反り、バッチ間でのばらつきが最小限で、表面品質は素晴らしく、繊細な細部やシャープなエッジも見事です。材料は競合他社のものよりも高品質で強度が高く、脆くなく、後処理が容易で、ワックスを溶かすことが可能です。また、取り扱いも非常に容易です。初心者でも 2〜3 日で習得できます」

Citizen の 3D プリンタはすぐに運用され、現在では Citizen の多くの設計者によって使用されています。これにより Citizen の業務は簡素化され、研究開発部門を超えて利用する方法を模索し続けることになっています。「私たちは伝統的な部門を超えて活動し、製造に直接関わっていて、自らの差し迫ったニーズを持っている部門を巻き込みたいと思っています」と内藤氏は言います。

3D プリントされた治具が Citizen Watch の迅速な製品組立を支援

上の画像: 3D プリントされた治具により、Citizen Watch は複雑な機器の正確に組み立てを行うことが可能