複雑な曲面形状を具現化する3次元CADの有効活用により品質向上と競争力をアップ

導入事例の概要

複雑な曲面形状に対応できる3次元CADで新製品を開発

株式会社モリタ製作所は1916年の創業以来、医療機器の製造メーカーとして医科医療器械器具の製造・販売を行っている。業界でもトップクラスのシェアを誇り、京都の本社工場を中心に、埼玉と福岡の国内営業所に加え、シンガポールとドイツにも駐在事務所を設置。同社の製品は海外でも高い評価を得ている。「全てのテクノロジーは人中心である」を製品哲学に掲げ、その哲学を形にした代表的製品である歯科治療用のチェアーユニット『スペースラインシリーズ』は、歯科医師のスムーズな操作性と、患者心理を考慮し、患者が寝ている状態で医師が座って治療するという、現在の水平診療の概念を世界で始めて具現化した製品だ。1963年の発売以来、歯科診療における不変的なコンセプトとして脈々と受け継がれている。昨年10月に発表した新製品『スペースラインセプタス』は、シンプルななかに高級感を醸し出すヨーロピアンデザインを取り入れ、より洗練されたフォルムを生み出している。そして、その曲面形状を多用したデザインを具現化するために、同社は3次元CADを有効活用している。

その開発経緯について、技術開発部部長の森 恵介氏は、「人間工学に基づきながら、スマートで高級感のあるものを表現するために、工業デザイナーのチームと何度も議論を重ね、現在のデザインを採用しました。

ミリ単位のカーブの違いで微妙なバランスが崩れてしまうので、非常に開発しづらいものでしたが、3次元CADを使うことによって、複雑な曲面形状もリアルに表現できるようになり、その3次元データをもとに金型を作り、イメージ通りの製品に効率的に仕上げることができました。おかげで出展した海外の展示会でも好評で、あるイタリア人の工業デザイナーから、この会場で一番美しいフォルムだと絶賛されました。仮に2次元CADを使っていたならば、金型を作る段階でもっと苦労していたでしょうね」と振り返る。

同社は、10年程前から『AutoCAD』をはじめとする2次元CADを導入。その後、製品デザインの複雑な曲面形状に対応するため、ミッドレンジの3次元CAD『SolidWorks』やハイエンドの3次元CAD『Unigraphics』なども積極的に導入し、開発用途に応じてさまざまなCADソフトを使い分けている。また、CADシステムのインフラとして、ファイルサーバやNAS（Network AttachedStorage）なども導入し、先進的な開発環境を整えている。

イメージ通りの仕上がりで3次元CADの導入効果を実感

実際に『スペースラインセプタス』の新製品開発において、3次元CADを利用した技術開発部設計2課の大槻 拓也氏は、3次元CADの導入目的について次のように語る。

「自由曲面の形状に対応した設計が多くなるにつれ、2次元CADだけでは対応しきれなくなってきました。2次元図面で曲線を描くと、実際にどんな形に仕上がるのか予想することが難しく、本当に自分が思っていたものが出来上がるのか常に不安があります。また、設計段階で頭に描いていたイメージと成型した後のイメージが異なることが多いので、効率的な開発を行うためには、そのギャップを埋める必要がありました。その点、3次元CADを使えば、イメージ通りに仕上がるので効果的だと考えたのです。というのも、取引先に発注する板金成型の価格は1千万円くらいかかります。もしもイメージどおりの成型品に仕上がらなければ、また作り直さなければならないので、いわば必要に迫られて3次元CADを使い始めたのです」

入社7年目の大槻氏は、3次元CADの講習を受けたことのある先輩社員に操作のやり方などを教わりながら、自ら率先して3次元CADの活用にトライした。当初は戸惑うこともあったが、わずかな期間で3次元の設計図面を完成させ、その優れた効果を社内で実証している。

「当時は、社内でも3次元データで金型を設計しようとは誰も思わなかったので、実際にきちんと完成するかどうか不安でした。本体の各パーツはそれぞれ別の取引先に成型を依頼しているので、3次元CADを導入する以前は、成型品が出来上がった段階で本体とカバーなどがピッタリ一致しないことが多く、今回も3次元CADを使用していなければ、その調整に相当な時間を要していたはずです。その点、リアルな3次元データで設計したことによって、カバーなどの成型品が完全にピッタリとはいかないまでも、ほぼそれに近い状態で出来上がってきました。特に曲面部分を合わせるのは非常に難しいのですが、その辺が非常にうまくいったので、改めて3次元CADの効果を実感しました」と大槻氏は語る。

3次元データの活用により解析作業の効率もアップ

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さらに、今後の展開として、開発した成型品を3次元データとして取り込むことなども視野に入れている。「3次元データをもとに成型品を開発する実績はできましたが、今後は、成型品を削ったりして修正したものを3次元データに反映させたり、あるいは、3次元データと成型品の形状が合っているかどうかをきちんと検査できるような仕組みを整えたいです。ただ、立体物を3次元データ化する3次元スキャナーは高価ですし、外注してもそこまで対応できるところは少ないですから、具体的な運用方法については今後の課題ですね。また、社内で複数のCADソフトを使っているので、今後はデータ変換ソフトなども必要になるでしょう」と大槻氏は語る。

こうした課題は、製品のさらなる品質向上を追求するためのものであり、実際には、3次元CADの活用で同社の競争力は確実にアップしている。特に歯科医療器具では、デザインの良さも重要な選定要素になっているので、複雑なデザインも容易に具現化できる3次元CADはまさに必要不可欠であり、同社の企業競争力を高めるうえで大きな武器となるだろう。

株式会社モリタ製作所