3Dプリンター導入でUVレーザーの治具作りはどう変わった？

当社では、オリジナルグッズへのUVレーザー刻印を行う際、品物の形に合わせて3Dプリンターで治具を作ることがあります。

3Dプリンターそのものは以前から使用していましたが、約2年前に新しい機種を導入しました。

以前の機種と比べて造形速度が速くなり、PLAなどのフィラメントも以前より手頃になっています。そのため、「まず簡単な治具を作って試してみる」という使い方がしやすくなりました。

今回は、新しい3Dプリンターによって、UVレーザーの治具作りがどのように変わったのかをご紹介します。

以前は治具を作ること自体に時間がかかりました

3Dプリンターは、設計したデータをもとに、樹脂を一層ずつ積み重ねて立体物を作ります。

以前使用していた機種では、小さな治具でも完成までにかなり時間がかかることがありました。造形時間を考えると、すべての仕事に対して気軽に治具を作るというわけにはいきません。

そのため、板材、厚紙、テープ、ストッパーなどで位置を決められる場合は、そちらを優先することもありました。

もちろん、簡易的な方法でも加工できる仕事はあります。しかし、品物を交換するたびに微調整が必要になると、作業者による位置の差が発生しやすくなります。

造形が速くなり、試作しやすくなりました

新しい3Dプリンターを導入して感じた大きな違いは、造形速度です。

治具の設計ができれば、その日のうちに出力して、実際の品物をセットして確認しやすくなりました。

最初から完璧な治具が完成するとは限りません。

実物を入れてみると、次のような問題が見つかることがあります。

• くぼみがきつくて品物が入らない
• 余裕を持たせすぎて位置が動く
• 取り外すときに指が入らない
• 品物の向きを間違えやすい
• 刻印したい面がわずかに傾いている
• レーザー加工機へ置いたときに邪魔になる部分がある

このような問題を確認し、寸法や形を直して、もう一度出力します。

造形時間が短くなったことで、この試作と修正の繰り返しが行いやすくなりました。

PLAフィラメントは治具作りに使いやすい材料です

当社では、治具の用途に応じてPLAなどのフィラメントを使用しています。

PLAは比較的扱いやすく、治具の試作や一般的な位置決め用途に利用しやすい材料です。フィラメントも以前より手に入れやすくなり、費用を抑えながら形を試せるようになりました。

ただし、PLAで作ればすべての用途に使えるわけではありません。

強い力がかかる場所、高温になる環境、長期間の耐久性が必要な用途などでは、別の材料や構造を検討する必要があります。

UVレーザー用の位置決め治具では、強く締め付けることよりも、品物を一定の位置と高さに置くことを目的とする場合が多いため、PLAで対応できる仕事が比較的多くあります。

専用治具があると品物の交換がしやすくなります

治具を使う利点は、単に加工位置が揃うことだけではありません。

品物を置く場所が決まっているため、加工後の品物を外し、次の品物をセットする作業がしやすくなります。

数量が多い仕事では、1個あたり数秒の違いでも、全体では大きな作業時間の差になります。

また、品物の向きを間違えにくい形にしておけば、ロゴや文字を反対向きに刻印するミスの防止にもつながります。

治具には、例えば次のような工夫を加えます。

• 左右非対称にして向きを限定する
• 指を入れるための切り欠きを作る
• 品物の端を受けるストッパーを付ける
• 治具自体を加工機の基準位置へ合わせる
• 品物名や上下方向を治具に表示する

実際の作業を想像しながら設計することが大切です。

再注文への対応も考えます

オリジナルグッズの仕事では、一度加工して終わるものもあれば、数か月後や翌年に同じ品物の追加注文をいただくこともあります。

以前は、仕事が終わると位置決めに使ったストッパーを外し、再注文時にもう一度位置を出し直すことがありました。

専用の治具を作って保管しておけば、次回も近い条件から作業を始められます。

ただし、治具だけを残しても、どのデータに使用したものか分からなくなる可能性があります。そのため、治具名、対象商品、加工方向、使用したデータなどを一緒に管理することも必要です。

治具と加工データを一つの組み合わせとして残すことが、再現性の向上につながります。

3Dプリンターは加工機を支える設備になりました

3Dプリンターで作った治具自体は、お客様へ納品する商品ではありません。

それでも、UVレーザーやUVプリンターによる加工を安定させるために、欠かせない設備の一つになりつつあります。

特にUVレーザーでは、平らに置けないもの、高さを揃えたいもの、転がりやすいものなどに対応する際、3Dプリンターを使う機会が増えています。

加工機の性能だけでなく、品物を支える治具をどのように作るか。それも、オリジナルグッズ制作における大切な技術だと感じています。

「この形では固定できないのでは」と思われる品物でも、専用治具を作ることで加工できる可能性があります。

持ち込み品への印刷や刻印をご検討の場合は、品物の写真、寸法、素材、数量、加工を希望する位置などをお知らせください。実物を確認しながら、固定方法を含めて検討いたします。