医療・スポーツ用品のカスタム設計を効率化する3Dプリンター向けモデリングソフトウェア

医療・スポーツ用品のカスタム設計

医療機器やスポーツ用品の分野では、義肢のソケットや脊椎インプラント、選手向けの用具など、利用者一人ひとりの身体や目的に合わせた製品が求められます。こうした個別仕様の製品は、これまで一点ずつ設計する必要があり、対応する数が増えるほど設計の手間が積み重なる領域でした。

3Dプリンター（AM：Additive Manufacturing、積層造形）を活用することで、複雑で個別性の高い形状も造形できます。本記事では、患者やユーザーごとに仕様が異なるカスタム品を、設計プロセスの自動化によって効率的に設計する用途を紹介します。3Dスキャンで取り込んだ個人の形状データを起点に、共通の設計手順を繰り返し適用してカスタム品を設計していく使い方が対象です。

多品種少量生産における課題

個別設計にかかる工数の増大

利用者ごとに仕様が異なる製品は、一点ずつ設計をやり直す必要があります。設計対象の数が増えるほど工数が積み上がり、コスト効率や納期を保ちながら数をこなすことが難しくなります。

繰り返しの設計作業の負担

カスタム品の設計では、形状や寸法を変えながら同じような作業を何度も繰り返すことになります。従来の設計ツールでは、こうした繰り返しを一件ずつ個別に進める必要があり、担当者の負担が大きく、対応できる件数にも限りがありました。

3Dプリンター向けモデリングソフトウェア nTopによる解決策

再利用可能なワークフロー

nTopでは、繰り返し使用可能な設計の手順（ワークフロー）を作成することができます。一度組み立てたワークフローは、入力する形状データや条件を差し替えるだけで何度でも繰り返し実行できます。これにより、利用者ごとに異なるカスタム品でも、同じワークフローを再利用して生成でき、一件ずつ設計をやり直す負担を抑えられます。

プログラムによる設計自動化

別途オプションの nTop Automate を利用すると、再利用可能なワークフローをプログラムから自動実行できます。画面を手で操作する代わりに、入力変数を変えながら多数のバリエーションをまとめて生成でき、仕様の異なる個別カスタム品を効率的に作り分けられます。

3Dスキャンデータの活用

再利用可能なワークフローには、3Dスキャンで取得した個人の形状データを入力できます。患者やユーザーごとの身体形状に合わせた製品を、スキャンデータを起点に生成できるため、一人ひとりに合わせたカスタム品の設計を効率化できます。

識別情報の自動付加

製品ごとに異なるラベルやロゴ、シリアル番号などの識別情報を、自動的に付加する設計プロセスを作成できます。個別仕様品を多数扱う場面でも、一つずつ手作業で編集する必要がなく、転記や取り違えのリスクを抑えられます。

nTop活用による期待効果

設計期間と工数の削減

再利用可能なワークフローや設計自動化により、カスタム品ごとの設計工数を大きく減らせます。脊椎インプラントの事例では設計時間が数日から数時間へ、義肢ソケットの事例では設計段階で1日以上の作業時間を短縮した例もあります。こうした設計プロセスの自動化により、同様の効率化が見込めます。

多数のカスタム品への対応

設計プロセスを自動化することで、一人ひとり仕様の異なる製品でも、標準品に近いコスト効率と納期で提供しやすくなります。スポーツ用品（ゴルフアイアン）の事例では、再利用可能なワークフローの活用により開発期間を約1年短縮した例があります。個別カスタム品の市場投入までの期間短縮が期待できます。