治具設計の流れと外部委託のメリット

治具設計の流れ

治具設計の基本ステップ

治具の設計を行う際には、以下のような流れで進められます。

1.治具導入の目的を明確にする

はじめに「治具を導入する目的」をはっきりとさせることが大切です。具体的に、下記のような点を明らかにします。

• 何のために使用するのか
• 誰が使用するか
• 耐熱性はどの程度必要か
• 耐薬品性は必要か
• 許容重量
• 必要な数量
• 予算

治具導入の目的に加え、顧客が要求する品質や使用する環境といった前提事項について可能な限り明らかにすることが必要です。

2.構想設計を行う

上記で明らかになった前提事項をもとにして、構想設計を行います。ここでは、「どのように固定するか」「どのようにして動かすか」といった治具の全体的な構造・機構について検討し、ざっくりとした図にてイメージを具体化していきます。また、使用する材質や主要な部品、精度や剛性など機能性と費用面のバランスを考慮しながら、大まかな仕様を決定していきます。

3.詳細設計と図面化を行う

構想設計で検討した内容をもとにして、具体的な形状や寸法に落とし込みを行い、詳細な設計図の作成を行います。ここでは、それぞれの部品の表面の仕上げや交差（寸法の許容範囲）などを細かく設定していきますが、どのような加工方法を用いるかを想定し、製造するのが難しい形状や交差設定を避けて設計を行なっていくことがコストを抑えるポイントとされています。

4.試作と評価を行う

設計図をもとにして試作品の制作を行い、実際の現場で使用して評価を行います。例えば、設計通りの機能・精度が出るか、実際に作業を行う人にとって使いにくい部分はないか、想定外の問題が発生しないかといった点を評価することがポイントです。

5.改善・量産導入

評価を行う中で出てきた問題点や改善すべき点などをフィードバックして、改良を加えていきます。このように、評価と改善のサイクルを繰り返すことによって、治具の完成度を高めていきます。最終的な仕様が決定したら本番用の治具の製作にはいり、現場に導入します。

試作の重要性

現場に実際に導入する治具の生産に入る前に、試作を行います。これは、設計通りの形状・精度にて治具の加工ができているかという点のほか、機能や使いやすさ、想定外の問題が発生していないかといった点などを総合的に確認していきます。量産や実際の運用に向けて問題点や改善点を洗い出すためにも、試作は非常に重要なステップであると言えます。

エッチング加工のメリット：精度とコストの両立を目指す

金属やガラスなどの素材に対して酸やアルカリなどによる腐食作用を利用し、溶解加工を行う方法をエッチング加工と呼びます。切削・研削などでは困難な形状だったとしても、エッチング加工であれば実現できるケースもあります。また、バリや熱変形といった不良を伴わずに多穴同時加工を実現でき、さらにエッチング加工で製作した部品を精度よく重ねる積層技術を組み合わせることによって、複雑・精密な治具の制作を行っていきます。

エッチング加工は、ワイヤーカットやレーザーカットと比較すると加工形状の自由度が高く、切削加工よりも数量が増加した場合のコスト的なメリットが大きくなります。さらに、樹脂成型のように高価なイニシャル費用を必要しないといったように、バランスの良い加工方法となっています。

治具設計の外部委託・外注化のメリット

求められる形状・精度を満たしながらコストを抑えつつ治具設計を行う場合、加工方法の特徴について把握した上で使い分け・組み合わせについて考えることがポイントになってきます。

ただし、治具に必要となる仕様の検討と並行していくつかある加工方法について調べ、どの加工を採用するのかを選定する作業は煩雑となるケースが多いため、治具設計を外部委託することがおすすめです。外部委託により、治具に必要となる要件の整理などに自社のリソースを充てられるようになる点は、大きなメリットであるといえます。

まとめ

治具の設計をするときには、導入する目的をはっきりさせて構想設計を具体化していきます。費用と機能性のバランスを考え、詳細な設計・図面化をして試作と評価を行うなど現場に導入するまで様々な流れが必要となります。加工方法には種類があるため、自社が求める形状・精度を満たした治具設計を行うのであれば外部委託することも検討しましょう。外部委託をすることで、治具の要件整理などに自社リソースを充てられるようになります。

外部委託先を選定する場合には、これまでの製作実績や加工に関わる知識はもちろん、ヒアリング能力や提案力、図面の作成力などさまざまな点から検討することが大切です。こちらのサイトでは、加工部品別のボーリング加工会社をピックアップして紹介しています。自社のニーズに合う加工会社を選ぶ際の参考にしてください。