Case Study

射出成形を理解するための特製教材を

ユニークに活用してエンジニアを育成

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いわてデジタルエンジニア育成センター
いわてデジタルエンジニア育成センターは地域製造業の競争力強化を目指して、岩手県と北上市が事業主体となり、次世代の製造業を担うIT/3Dのデジタルものづくりに携わる技術者を育成するとともに、3Dに関わるさまざまなテクノロジーを大きなコストを負担する必要のないワンストップ・ソリューションとして地域の企業に提供している。 その活動範囲は製造業にとどまらず、建築や土木にも広げ、東日本大震災被災地の復興にも貢献している。

岩手県北上市に居を構える「いわてデジタルエンジニア育成センター(いわてDEセン ター)」は、地域製造業強化を目指し、3次元のデジタルモノづくり技術を推進するための人財育成をコアのミッションとしている。 3次元の技術を使いこなすためのさまざまなカリキュラムは、3D CAD、CAE、CAMに とどまらないトータルなものであるが、そこでプロトラブズが無償で配布している教材が ユニークな形で活用され、新たな人財の育成に貢献している。

トータルで人財育成を推進する いわてDEセンターのカリキュラム

いわてDEセンターの最も重要なミッションは、地域の製造業を活性化させるために必要な3Dデジタルものづくりの技術を持つ 次世代のエンジニアたちの育成である。そのために同センターでは、オリジナルのテキストを作成して、3Dデータ活用の最も基本となる 3D CADの習得を徹底的に行なった後に、そのデータの活用方法を学ぶ。構造解析や機構解析、熱流体解析や樹脂流動解析といったこれからの技術者として知っておきたいCAEの技術の他、 PDQ(モデルデータ品質)や、3Dデータからのマニュアルの作成、 CAMやRPといった製造への展開、CATのツールを使った測定など、同センターが豊富にそろえているツール群を存分に使ったカリキュラムが組まれ、最後にはチーム設計の実習までカバーする充実ぶりである。3D CADのトレーニングでは、SolidWorks社の認定プログラムのひとつであるCSWAに受講者全員が合格しているということからもトレーニングプログラムの完成度がうかがえる。

射出成形の専門知識がなくても 成形性を考えた設計を実現

戸松氏は、試作パーツの成形を射出成形で依頼す �際のハードルは、コスト面だけではなかったと言います。それが図面の問題 です。元々製品設計をしていた戸松氏は、機械製図はできるものの、樹脂部品で金型を意識した図面を作ったことはなかったし、 射出成形の専門家でもありません。 ところが、プロトラブズの場合には、まず2Dの図面は必要がありません。必要なのは、3Dのデータだけです。また、製造性という観点からもメリットがありました。プロトラブズの双方向見積もりシステムであるProtoQuoteを使えば、成形性に問題のある形状 が3Dの状態で指摘されます。これで問題を潰していけば、成形性にも問題のないデータができるのです。 戸松氏は、作画や動画作成も行うデザイナーのため、主なモデ ラーとしてLightWaveを使用しています。LightWaveのデータはポリゴンであるため、プロトラブズのシステムでは対応していませんが、RhinocerosでCADデータにするなど工夫することで、 プロトラブズのシステムによる解析から製造を利用しています。

デザインキューブの樹脂流動シミュレーション

意外なところで見つけた実践的な教育ツール

現在、いわてDEセンターのセンター長を務めるのは、3Dをフル に活用してオリジナルの製品を開発する株式会社DMS-3Dの 代表取締役の黒瀬左千夫氏である。いわてDEセンターの充実したトレーニングプログラムが実現しているのも、大手メーカーで3Dによる製品開発を積極的に推進してきた経験から「いわてDEセンターでも設計業務なども請け負えるようになれるといいな」という強い思いによるものである。 その思いを受けて、同センターのスタッフは3Dデータの活用 全般が体験できるようなカリキュラムをつくりあげた。その際 に3D CADをはじめとするソフトウェアベンダーだけではなく、プロトラブズのような製造サービスを提供する業者との協力 関係も構築している。シミュレーションの結果と現実の物体をうまく対比できるような教材や、技術的なドキュメンテーションにうまく展開できる教材はないかと考えていた。自社製品の開発を通じてプロトラブズと付き合いのあった黒瀬氏は、プロトラブズ が無償でユーザに提供している射出成形を理解するための教材を活用することを考えた。その教材が最も活きるのが樹脂流動 解析のトレーニングである。ものづくりに携わる人であっても、実際に射出成形に携わったことがなければ、その仕組みを具体的に知ることはむずかしい。そこで活躍するのが、金型のミニチュア模型である。模型の中に キャビコアやスライド、エジェクタピンやパーツなど一式が揃っていて、それらをガチャガチャと動かしていくと、金型の構造だけで はなく、その動きもわかるというものだ。模型の中の小さなパーツ にはアンダーカットもあって、スライドが果たす役割も一目瞭然で ある。 射出成形で重要なのが、パーツの形状と樹脂の流れ、最終の成形状態の関係を理解することである。そのための設計者の道具が樹脂流動解析だ。ところが解析を行うだけでは、現物とは結びつかない。そこで活用できるのがプロトラブズのデザインキューブだ。 どういう形状がヒケの原因になるのか、ウェルドラインがなぜできるのか、ボスの設計はどうすれば良いのかなど樹脂パーツの設計でも覚えることは多い。デザインキューブはそれらを一つのサンプルにおさめてあるため、網羅的に理解できるのだ。 これは使えると考えた同センターでは、プロトラブズに教育 の趣旨を説明したところ、快く受講生の人数分送ってくれただけではなく、このモデルを作成した時の3Dデータまで提供してもらえた。これで、受講生は、3D CADによるモデリング、樹脂流動のシミュレーション、最終形状への反映までを実物に触れながら理解できるようになった。

ユニークな使い方をされたレジンパズル

ここまで述べた二つの教材は、言ってみれば「本来の目的」に 沿って使用された教材である。ところが、本来の趣旨とは違った形で効果的に活用されている教材がある。それがレジンパズルだ。これは、さまざまな形と色をしたピースを組み合わせると立方体になるパズルである。全てが異なる材料でできており、主要な樹脂の特徴を見て触ってわかるというものである。同センターではそれをマニュアル作成の実習に使用した。まず、 受講生たちにバラバラにしたパズルを渡して組み立てるように言う。しかし、組み立てられる受講生はほとんどいない。そこで、今度は組み立てマニュアルを渡して組み立ててもらい、マニュアルの重要性 を理解してもらった上で、実際に3Dデータを使ってマニュアル作りの実習を行う。その際の3Dデータにもひとひねり加えてある。実際 のレジンパズルは肉抜きしてあるのだが、3Dデータでは肉抜きしていない。つまりモデリングの途中である、ということだ。しかし、その段階のデータでも「組み立てを説明する」という本質的な作業は可能であるということ、そのような資料作成と設計業務をコンカレントに行うことが可能であることの理解を狙っているのだ。 プロトラブズでは、サービスの一貫として無償で教材を配布している。いわてDEセンターの取り組みはそれらを最大限に活用した好例である。