3Dプリンター全般

June 1, 2022

3D造形物の成果を左右する「DFAM設計」——3Dプリントで最大の成果を出すために必要な視点

3Dプリントの成果を最大化する鍵は「DFAM設計」。設計段階から最適化することで、軽量化・高精度化・コスト削減を同時に実現。DFAMについて解説します。

1.DFAMとは?設計の段階で成果を決める考え方

DFAMとは、3Dプリントの特性を最大限に活かすための設計手法です。
単なる「造形のコツ」ではなく、構造設計・素材選定・造形方向・ラティス設定など、工程全体を最適化する思想です。

たとえば、

  • 熱歪みやサポート除去を最小限に抑える配置設計
  • 機械的強度を保ちながら軽量化するトポロジー最適化
  • 従来は複数パーツを組み立てていた構造を、一体化して製造する統合設計
    こうした工夫がコスト削減・製造時間短縮・製品品質向上を同時に実現します。

トポロジー最適化とジェネレーティブデザイン

3Dプリントは「削る」ではなく「積む」技術。
その特性を活かすため、形状を最小限の素材で最大の強度を発揮できるように設計する手法がトポロジー最適化です。
また、AIが設計案を自動生成するジェネレーティブデザインを組み合わせることで、これまでの製造常識を超える構造設計が可能になります。

これらの設計手法は、CAE解析や材料特性データとの連携が必須であり、弊社のようにエンジニアリングチームを有する企業でこそ、実用レベルの最適化が可能です。

パーツ統合設計による効率化

従来の3Dプリントの製造では「パーツを分けて組み立てる」ことが前提でした。DFAMではその逆で、「一体で造形する」という発想に変わります。

Stanley Black & Deckerの部品

上記画像は工具メーカーStanley Black & Decker社の金属製部品です。これまで4部品構成だった工具パーツをDFAM設計を取り入れた3Dプリントを活用することで構成を1体化し、組立工数と強度課題を同時に解決しました。

ラティス構造の活用による軽量化と機能性向上

ラティス構造(格子構造)は、内部を空洞化しつつ強度を維持するDFAMの代表的な設計要素です。
たとえばブレーキレバー内部をラティス構造にすることで、軽量化と振動吸収性の両立が可能になります。
弊社では、樹脂・金属それぞれの3Dプリンターに応じた最適なパラメータ設計と造形検証を行い、用途に応じたカスタム設計を支援しています。

ブレーキレバー内のラティス構造のインフィル(画像:Markforged)
ブレーキレバー内のラティス構造のインフィル

DFAMは「設定」ではなく「設計思想」

3Dプリントの成果を高める最大のポイントは、「造形条件の調整」ではなく、「設計段階での最適化」です。
DFAMを取り入れることで、製造コストを削減しつつ品質とスピードを両立することが可能になります。

弊社では、金属・樹脂3Dプリンター機器販売や受託製造において、設計段階から伴走するDFAM支援を提供しています。
3Dプリントを単なる“造形”で終わらせず、“生産性を高める設計技術”として活用したい方は、ぜひご相談ください。

3DプリントのDFAMの支援や設計代行を承っております。お気軽にご相談ください

本記事では、3DプリントにおけるDFAMの重要性ついてご紹介しました。弊社ではDFAMの支援や設計代行を承っております。

また、樹脂・金属3Dプリンターの機器販売や受託造形サービスも行っていますので、

3Dプリントのことは、エンジニアリング力に強みを持つ3Dプリンター専門会社の弊社にお任せください。

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