生産用治具は、生産用補助具または生産用消耗品とも呼ばれ、バリデーションテストから製造・メンテナンスに至るまで、生産工程のあらゆる場面で補助的または高効率化を目的として使われるもの全般を指します。生産用治具は製造や組立工程をよりシンプルで安定したものにし、作業時間の短縮や作業者の安全性向上、製造コストの削減など、様々な目的のために社内で使用されます。治具の種類はワークを保持するものからガイド治具、エンドオブアームツール（EOAT）、位置決めピン、マスキング治具など非常に多岐にわたり、製造プロセスを合理化し、現場の課題に対処するために欠かせない要素となっています。

通常、メーカーがこうした治具を作る時は、内製または外注で金属（時にはPOM、またはデルリンなどの樹脂を使用するケースも）を切削して作る方法が一般的ですが、切削加工には CAM の設定と加工機の設備やオペレータの人件費が必要となります。また、多くの治具は複数の部品で構成される複雑な構造のため、その分加工の難易度も上がります。外注の場合は何週間もの製作期間と高額なコストが必要となるため、必要な治具をカスタムかつ短期間で製作することは難しいのが現状です。しかし、治具にかかる負荷の大きさによっては、必ずしも金属製でなくても良いケースも存在します。

3D プリントとしても知られるアディティブ・マニュファクチャリング（AM）は、こうした治具を内製で高速かつ低コストで製作できるソリューションです。金型レスで製作でき、スピードやコスト、設計の自由度、豊富な材料、柔軟性など、様々なメリットがあります。

3D プリントは、その場で必要な治具を必要なだけ作るオンデマンド製作が可能なことから、外注時には数週間を要する製作期間も数日以内に抑え、製造現場で日常的に発生する様々な課題を解決します。

上の図は、多くの企業で取り入れられている従来型の治具製作方法で、治具が完成した後に問題が発覚した場合、従来はその治具を作り直すか補修を行う必要があります。

アディティブ・マニュファクチャリングで製作する治具の場合は、その対処も即座に行えます。「製造性考慮設計」と呼ばれるいわゆる DFM がほぼ必要ないケースが多く、内製が可能なため見積や完成品の出荷も不要です。

3D プリントを導入したメーカーでは、材料や人件費、設備のコストも削減できます。デスクトップやベンチトップの3Dプリンタを使えば、CNC などの設備やそのメンテナンスに費やしてきた時間を付加価値の高い他の業務に使えるようになります。

3D プリントを活用した治具製作では、製造面の制約を考慮せずに設計が可能で、特定の作業に特化したカスタム治具が簡単に製作できるだけでなく、複雑な形状でも追加コストがかかりません。

近年では CAD ソフトなどの高度化により、実製品用途部品として高度に最適化されたものも設計が可能です。一方で、設計の自由度が向上するということは形状が複雑化することも意味し、製作の難易度が上がってしまうという側面もありました。例えば万力やクランプなど、従来ワークを保持するために用いられてきたツールは、不規則な形状や微細なワークには使用できません。しかし 3D プリント品の治具であれば、切削のような加工機やカットパスの設計、刃の摩耗などを考慮せずに固定具を製作することができます。3D プリントであれば、人間工学に基づく形状やラティス（格子）構造、または繊細な構造を生かすことで、他の工法では実現が難しい形状も実現できます。また、これらの方法によって軽量設計が可能になり、動かす重量が減るため機械全体の長寿命化も狙えます。

さらに、3D プリント用の自由な設計により、CAD モデルの簡素化、必要な部品点数の削減、治具や金型のアセンブリ数の削減も可能です。

3D プリントによる治具製作では、従来の金属製治具を、レジンを使用した軽量なエルゴノミクスデザインの治具に置き換えることができます。また、3D プリント材料には非常に幅広い選択肢があり、様々な用途に対応できます。Formlabs SLS Nylon 12 パウダーのような材料は、デルリンなど馴染みのある工業用プラスチックに似た材料特性を持つことから、1対1の交換が可能です。

3D プリントを活用した内製であれば、治具の製作・改良・試作と検証の反復が柔軟に行え、高品質を維持しながら運用に必要な微調整を行うことも可能で、以下のようなメリットがあります。

• 簡単に治具の形状を調整し、複数のバリエーションが製作できる

• 変化に応じてすぐに治具を作り直し、予備や交換部品、暫定部品を必要な時に必要なだけ製作し、ダウン・タイムを最小化できる

• 製造現場での量産準備を物理からデジタルに移行することで、継続的な改善が可能になる

• 生産用治具の故障や不具合による生産停止に迅速に対応・是正できる 

何十年もの間、3D プリントは試作品製作や製品開発などで活用されることが一般的でしたが、技術が成熟するにつれ製造分野でも幅広く使用されるようになってきています。近年の装置や材料・ソフトウェアの高度化により、金属部品に代わる、あるいは実製品用部品としての使用にも耐えられる機能部品を、高精度で3Dプリントできるようになりました。すでに様々な企業が、3D プリントの柔軟性を活かしてラピッドツーリングを行っています。金型の代わりにSLA光造形で製作した成形型を使用する方法については、Formlabs のガイドをご覧ください。

こうしたイノベーションは、治具や金型製作だけに留まりません。Formlabs 3D プリンタのユーザーは、光造形や SLS 3D プリンタで実製品用部品の製造も行っており、カスタム品や小ロット品の量産を実現している企業もあります。SLS 3D プリント品のパフォ―マンスについては、Formlabs ユーザー様が実施したストレス試験の結果をご覧ください。航空宇宙業界のサプライヤーが行った航空機内装部品のカスタムプリントや、過酷な環境下で 15 年に渡って 3D プリント品を検証する水深測定端末メーカーなど、様々な事例がご確認いただけます。世界中のメーカーが、自動加工、電子機器、手動組立ライン、成形セル、鋳造やその他生産現場にて、金属品からの置き換えや設備故障時の補修部品などに光造形品を採用しています。

本技術資料では、治具の設計の基本概念を説明し、SLA 光造形およびSLS（粉末焼結積層造形）3Dプリントとその材料の利点を生かし、大幅な効率化を実現する方法をステップごとに考察します。最後に、バリデーション・製造・仕上げ・組立・検査といったの各工程における 3D プリント製治具の活用事例を、ケーススタディとして掲載しています。

治具の最も基本的な用途は、負荷に耐えつつワークを特定の位置で固定することです。この際、ワークが公差を超えて変形、移動、回転しないことが重要です。こうした治具を製作するためには、まず自由度について理解する必要があります。三次元における剛体の自由度は6です。上下、左右、前後に動くことが可能で、複数軸の各周囲を回転することができます。この回転は、それぞれピッチング、ヨーイング、ローリングと呼ばれます。

優れた治具設計の基本となるのは、この自由度を可能な限り抑え、正確な位置決めと二次加工における安全を確保することです。また、自由度を過剰に拘束しないことも重要です。自由度を過剰に拘束してしまうと、必要以上の負荷がワークに伝わってしまったり、治具に高い精度が求められるためです。例としてスツール（背面のない椅子）を見てみましょう。3 本の脚があるスツールは、適度な拘束がかかっている状態です。最上部の座面に荷重をかけても、スツールは垂直方向に動くことはありません。摩擦によって横方向への移動が阻止されていると同時に、3本の脚が互いに拘束し合うことで個々の脚やスツール全体が回転しないようになっています。

• 適拘束とは、製造工程で求められる各自由度が単一の拘束を受けている状態を指します。

• 拘束の不足とは、物が 1 つ以上の方向または1つ以上の軸に沿って回転、移動、滑りを起こしてしまう状態を指します。固定用治具で拘束の不足が発生した場合、その治具が意図した目的を果たせない状態となり、作業者や設備機器に重大な危険をもたらす恐れがありますが、用途によっては、例えばプレーナーと呼ばれる”かんな”のような平削り盤に沿って動く板材のように、拘束不足の状態が必要な場合もあります。

• ワークが十分に固定されていない場合、移動や回転を防ぐだけの拘束力はあっても、フライスや穴あけなど二次加工中に大きな歪みが発生するのを防ぐだけの十分な拘束力がありません。

• 過拘束の状態は、重複する拘束が存在する場合を指します。複数の力がまったく同じ仕事をしようとすると、それらの力が衝突し、そのいずれかが必ず「勝ち」、その仕事をすることになります。負荷が重複しても問題が起こらなければ最善のケースと見なすことができますが、最悪のケースでは治具が意図した機能を果たせず、作業完了時の品質低下や作業者のリスク増大を招いてしまいます。 

実際の現場では、多すぎるくらいの拘束が必要な場合もあります。4 本の脚がある椅子は、過拘束設計の良い例です。4 本目の脚は、実は椅子にとっては過剰で、少しでも水平でない場所に置かれた際にぐらつくという問題があります。ただし、「水平な場所に置く」という条件を満たさなければならない代わりに、3 本脚よりもはるかに高い安定性が得られます。これを製造の文脈に置き換えると、鋳物のようなばらつきの多いワークに対応する場合は拘束が少ない治具設計が有効であり、加工品や射出成形品のような精密な表面を持つワークにはよりタイトな治具設計が有効ということになります。

近年では CAD ソフトなどの高度化により、高度に最適化された実製品用部品の設計も可能になっています。一方で、設計の自由度が向上するということは形状が複雑化することも意味し、製作の難易度が上がってしまうという側面もありました。例えば万力やクランプなど、従来ワークを保持するのに用いられてきたツールは、不規則な形状や微細なワークには使用できません。しかし 3D プリント品の治具であれば、切削のような加工機やカットパスの設計、刃の摩耗などを考慮せずに保持用治具を製作することができます。

複雑化する形状に対応

3D プリントでは複雑な形状も追加コストなしで製作できるため、設計段階でその治具にどのような機能を持たせるのが最善か、時間をかけて検討することをおすすめします。

• 切削が難しい小型品や表面がアール形状などの複雑形状、クリアランスの問題でフライスや穴あけ加工が不可能と思われる形状なども、アディティブマニュファクチャリングであれば実現できる可能性があります。

• シリアルナンバーや製造年月日、その他関連する情報を印字として直接データに取り組むことでデジタル管理が可能になり、追加の加工を行わずとも部品の追跡が容易になります。 

部品点数を削減

機械加工では 2 つの部品を組み立てる必要があるものも、3D プリントでは単一ピースとしてプリントできるケースも多く、隙間に粉塵や切り屑が堆積するなどの問題も防ぐことができます。例えば、位置決めにストレートピンや円筒ピンを使う代わりに、球体や菱形構造を組み込んだ単一構造でプリントすることで、隙間を作らずに設置できるようになります。球体や菱形構造で位置決めを行えば、接点の面積が最小化できるため、着脱時のかじりを低減したり無くしてしまうことができます。

治具に基準となる形状を組み込むことで検査を簡素化

治具を組立・製造ラインに実装する際、製作した治具の寸法精度を検証することが重要です。3D プリント製の治具は不規則形状で設計されることが多く、治具自体の形状がより複雑になる傾向があります。こういった設計になると、ノギスやマイクロメーターなど一般的な計測器で検査することが難しくなってきます。そのため、3D プリント品の治具には基準となるポイントを設計時点で設けておけば、簡単かつ正確に検査が行えるようになります。

• データム（Datum）というのは「理論的に完璧な幾何学的基準」を意味する言葉で、完全に平坦な面や円筒内の穴の軸などを指します。この場合のデータムはその概念を治具の設計に落とし込んだもので、検査工程で基準点になるものを意味します。また、データムは二次加工の要件や実製品用部品の機能要件に則したものでなければなりません。 

• 検査工程を簡素化して高い精度を得るためには、設計時に可能な限り平坦な面や垂直の形状を設けられるよう意識した方が良いでしょう。どんな治具であっても、ワーク側または治具側の偏差など加工条件のために冶具の設計変更を余儀なくされる恐れがあるため、加工完了後のワークを検査するまで最終的な精度はわかりません。 

• 精度が最重要視される場合、複雑な曲面からなる有機形状の検査には、3D スキャナやタッチプローブなどのデジタル計測ツールが有効です。 

補強用リブで剛性を向上

切削による治具製作の場合、その治具の剛性を高めるために、負荷を受けて曲がりやすい箇所を肉盛りするような形で補強する方法が用いられます。対するアディティブ・マニュファクチャリングでは、最小限の材料消費で低コスト化を実現するとともに製作期間の短縮も可能です。補強用リブやフィレットを設けることで、製作コストや時間を大きく増やすことなく補強することができます。

ねじ付きヘリサートで高耐久性の締結を行う

3D プリント製のプラスチック部品は、金属部品と比べて繰り返しの使用による破損や摩耗への耐久性が低いため、ねじ穴を切るという方法はあまり有用とは言えません。そのため、ボルトを締め付ける際にナットを固定できる六角穴、ねじ付ヘリサートやポケットのような、より耐久性の高い方法を採用することが推奨されます。あるいは、3D プリント製治具にTナットや下部の固定用プレートにボルトを通すための「ばか穴」を設けることもあります。こういったケースでは、ボルトを通して固定する際に 3D プリント製治具が変形してしまうのを防ぐため、貫通穴には一定公差内のクリアランスを設けておく必要があります。

使用感を考慮した治具設計

優れた製造プロセスとは、治工具でワークがどのように加工されるかに留まらず、その治工具が作業者にとって精神的・身体的にどれだけ使いやすいかまで考慮されたものです。用途によって考慮すべき事項やトレードオフになる事項は変わるものの、作業者の負荷を低減し、パフォーマンスを向上させるために重要な要素がいくつか存在します。

• 可能な限り片手で扱える治工具を設計する：もう片方の手でワークを配置または保持したり、切替時には手を休めることができるようにします。 

• 二次加工で人の介入がなくてもワークを安全に固定できる治具を設計します。 

• 位置が合っていない場合にすぐに気付けるよう、配置ミスが際立つ形状にします。 

• 固定具としての設計だけでなく、ワークの設置〜二次加工〜加工後のワーク取外し〜次工程への送り出しに至るまで、工程全体の流れを意識します。また、作業者を疲労させないよう、常に作業時に要する時間、作業量、動作を最小限に抑えるよう努めます。必要な動作がすべて考慮され、かつ設置環境の空間的にその動作が十分に可能かを確認するため、デザインしながら実際に手を動かしてみてイメージすることが大切です。 

加工くずの影響を管理するための公差を設ける

例えば穴あけ時などに、削った箇所の周りにバリが発生することがあります。こういう場合は治具内にクリアランスを設けることで、ワークや加工機の動作に支障を来たすことなく、バリが発生してもそれを吸収できるだけのスペースを確保することができます。同様に、フライス加工時にも材料くずが治具に溜まってしまう場合があるため、材料くずが詰まってしまうような隙間や溝、くぼみは可能な限り無くしてしまうか、最小限に留めます。ワークの取付や取外しの際に材料くずを流せるような溝を作っておけば、治具の機能性を向上させることができます。角をアールにしたり溝を作ることで表面に傾斜を設けることができ、加工エリアから材料くずを除去したり吹き飛ばす等してクリーニングが行いやすくなります。角をアール状に面取りするフィレット加工は、時間とコストがかかり、材料くずの発生量が増えてしまう、あるいは部品点数を増やしてアセンブリを行う必要があり、継ぎ目も増えてしまう点が課題です。

ここ数年の間に、高精度 3D プリンタが手頃な価格で入手できるようになり、使いやすさと信頼性も向上しました。その結果、3D プリントは多くの企業で導入される一般的な技術となった一方で、市場に存在する多様な3Dプリンタから適切なものを選定することが難しくなりました。こちらの技術ガイドでは、現在最も普及している3つの 3D プリント方式、FDM（熱溶融積層）、SLA 光造形、SLS（粉末焼結積層造形）を比較しています。

治具を 3D プリントで製作する場合、速さと使いやすさ、コストの観点から、FDM が選ばれるケースが多いのですが、製作したい治具の要件に以下が含まれる場合には、SLA 光造形やSLS方が適しています。

• 精密な形状、高精度、滑らかな表面品質が求められる

• 強度や耐久性など、優れた機械的特性が求められる

• 複雑な設計

• より高速な造形速度

SLA 光造形プリンタは、液体の光硬化性レジンに紫外線レーザーを照射し、光重合という化学反応を利用して硬化させる造形方式です。SLA 光造形品には、負荷がかかる方向によって強度が変わることのない等方性、精密で細かな造形、高い精度という特徴があります。この造形方式は、微細なディテールや滑らかな表面品質が求められる場合に最適で、使える材料の幅も豊富です。　

軟質・高強度・高剛性・ESD 対策済・耐熱・難燃性の材料まで、Formlabs では過酷な環境での使用にも耐える高機能なエンジニアリング用レジンを幅広く提供しています。治具の 3D プリントにはToughおよびDurableレジンが特に人気です。

また、Formlabs の 3D プリンタはセットアップや操作、メンテナンスが非常に簡単で、最小限の設備があれば、どんな製造プロセスにも無理なく導入できます。しかし、材料の耐光性の問題から、SLA 光造形品は長期使用では強度や耐性に制約があるため、長期使用が想定される治工具の製作には SLS がおすすめです。 

SLS（粉末焼結積層造形）方式は、工業用 3D プリントの分野で最も多く採用されている方式であり、実製品用部品の量産までを一貫してアディティブ・マニュファクチャリングで行う際に広く用いられる方式でもあります。複雑な形状で高い機能性・耐久性を備えた治工具を高い生産性をもって製作する必要がある場合は、SLS 方式をおすすめします。

SLA 光造形は液体のレジンを使用する一方、SLS 3D プリンタではパウダー状のポリマー材料を高出力レーザーで焼結して造形を行います。SLS では造形中に未焼結パウダーが造形品を支えるため、サポート材が必要ありません。こうした特徴により、SLS は連結部や機能アセンブリ、ヒンジ状の可動部品など、複雑形状の造形に最適です。

また、SLS の主要なメリットの1つが材料で、あらゆる製造業の現場で既に射出成形やアディティブ・マニュファクチャリングで広く使われているナイロンなどの材料を使用できます。ナイロン製の 3D プリント品は強度や耐久性・耐熱性に優れ、長期使用の治具としても最適で、高い耐衝撃性により日常的な繰り返し使用でも摩耗や破損が発生しにくく、過酷な生産現場にも対応できます。

Formlabs の Fuse シリーズはコンパクトかつ低コストでありながら、ハイエンドの SLS 3D プリンタと同等かそれ以上の造形品質を発揮します。SLS を活用した内製が実現すれば、生産プロセスの大部分を自社で管理・コントロールできるという大きなメリットがあります。

以下の表では、SLA 光造形か SLS のどちらかを用いて治具製作を行う際に考慮すべき事項をまとめています。詳細については、Formlabs の造形方式の技術比較をご参照ください。

製作した治工具を検証する

• 元になる CAD モデルと造形した治具を比較し、検査を行います。ノギスやマイクロメーターなどの測定器で造形品の寸法を確認し、データ上の値と比較します。

• 治具の機能面を検証します。ワークに取り付けた際の位置や表面のフィット感、安定性を注意深く確認します。適切に設計・製作された治具はワークをしっかりと保持することができ、固定のための力が加わると、ワークは完全に固定された状態になります。 

• フライスや穴あけ加工など、高い荷重のかかる作業については安全性とともに送りやスピード、設備機器の出力、選定した材料に基づいてクランプ要件を算出します。 

SLA 光造形品ではクリープを考慮する

3D プリント用材料、特にSLA光造形用のレジンは、長期間の固定によって治具が作業台に締め付けられるなど、継続的な負荷を受けることでクリープ（長期間の圧力などによる永久ひずみや破壊）が発生する場合があります。継続的な負荷による造形品の変形を防ぐため、二次加工完了後にはボルトやクランプによる締め付けを緩めるようにしてください。造形品に継続的な負荷がかかることが想定される場合は、SLS でのプリントを推奨します。

汎用部品で 3D プリント製治具の機能を強化

このアプローチは、3D プリントの特殊性と設計の柔軟性を要する治具でありながら、必要な動作や強度、導電性などの他の要件がアディティブ・マニュファクチャリングでは満たせない場合に有効です。3D プリント製の治具に機能を付加するための一般的な汎用部品には、強度を維持しながら長い距離を移動するための金属製シャフトや、より大きな面積でボルト頭の面圧を分散するためのワッシャーなどがあります。3D プリント品を汎用部品と組み合わせて使用することで、治具全体を機械加工で作るよりも格段に低コストで線状（リニア）または回転に対する機械的機能がすぐに得られます。

治具の取外しを簡単に

ばね、傾斜面のスライド、またはテコの原理を利用してワークを治具表面から持ち上げることができます。治具内にばねを仕込んでおくことで、ワークを固定する力を解除した際にばねの力でワークが外れ、作業者による取外し作業の負荷を大幅に軽減することができます。可動式のスライダーやテコの原理を使っても同様の効果を得ることはできますが、作業者が行う作業手順が1つ増えてしまいます。治具の使用目的や設備機器、加工時間などによって最適なアプローチを決定します。 

摩耗した部品の交換部品をオンデマンド生産

固定具・組立用治具などは、通常の使用環境であっても繰り返し使用するうちに摩耗・破損などで効果が薄れていきます。外注する場合は最小注文数量が設定されていることが一般的ですが、3D プリントで治具製作を行う場合は自社で製作点数を決めることができるため、必要な時に必要な分だけ製作し、すぐに交換することができます。摩耗などで劣化した治具を内製してすぐに交換できれば、サプライチェーンを短くしながらダウンタイムの発生リスクを抑えることが可能です。

3D プリント製治具に表面処理を施して強化する

SLS 方式などの3Dプリント用材料は、高度な後処理を施すことで外観や機能をさらに向上させることができます。Formlabs の SLS プリント総合ガイドでは、SLS プリント品の後処理に関する基礎だけでなく、ブラスト処理やコーティング、塗装などについても解説しています。電解めっきやコーティングなどの表面処理はSLA 光造形品にも施すことが可能で、強度や耐久性を高めることができます。

このセクションでは、Formlabs の SLA 光造形および SLS 3D プリンタのユーザー様による、バリデーションテストから検査までの各工程における様々な治具の活用事例をご紹介します。

3D プリント製の測定器や検査用治具は、量産工程に入る前のバリデーション工程でも使用することができます。バリデーションとは、ある部品や製品が定められた要件を満たし、量産工程に移行する準備が整っているかどうかを判断するためのステップで、その部品や製品が求められる品質を満たしながら安定して継続的に製造できるかを確認することが目的です。試験項目は広範囲におよび、製品開発の最終段階で試作品やプリ・プロダクション品に対して行われます。

試験方法には、環境チャンバー試験、熱サイクル試験、振動試験、ESD 試験、生体適合性評価試験、耐薬品性試験、FDA、FCC、UL、CE、EC、RoHS などの認証、経年試験、放射線試験、外観評価試験、摩耗試験、落下試験などがあります。テスト用治具を 3D プリントでオンデマンド生産することで、メーカーはテスト手順全体を高速化し、試作品製作やプリプロダクションパーツの試作・検証反復を迅速に行うことができます。 
 

製造とは、原材料を加工して必要な形状を得る工程です。製造技術には、金型を用いた成形や鋳造・切削・溶接などがあります。これらの技術には通常、CNC（コンピュータ数値制御）加工機などの特殊で高額な設備機器・金型・熟練した作業者などが必要で、製造コストを回収して投資対効果（ROI）を向上するにはこのような機器の稼働率を最大化することが重要です。3D プリントを用いた内製化により、メーカー各社はその作業専用に設計した治具やソフトジョー、位置決めピン、他にもその工程や加工方法に合わせた治具を迅速かつ低コストで製作できるようになっています。

組立とは、個々の部品を組み合わせて実製品用部品に組み立てる工程です。組立ラインでは、部品が既定の順序で組み立てられながらステーション間を移動していきます。ラインは自動か手動、もしくは両方の場合もあります。製造現場での組立ラインでは、数多くの工程と大型の装置、大勢の作業者が必要です。組立ラインを最適化することは、組立時間の短縮や生産コストの削減を図るうえで非常に重要です。組立用治具を 3D プリントすることで、社内で継続的に改善（英語でも「カイゼン」と呼ばれます）を行い、現場を最適化して業務のアジリティ（対応スピード）を向上することができます。

• 多くの生産現場では、組立工程は最も作業負荷の高い工程とされています。大きく重い金属製治具を3Dプリント製の軽量かつ人間工学に基づいた精密な組立用治具に置き換えることで、作業者の安全性と作業効率が向上します。
• 3D プリントの活用で製品の多様化に対応し、各製品専用の複雑な治具をすぐに製作できます。3D データの管理のみで物理的な在庫を抱える必要がなく、各製品ごとに最適な治具製作が可能になります。

仕上げとは、加工後に様々な方法を用いて実製品用部品に必要な特性を付与する工程です。仕上げ工程では、外観の向上だけでなく化学・電気的特性や硬さの調整など、さまざまな要素を付加したり不足点を補う等の作業が行われます。一般的な仕上げの例としては、研磨やブラスト処理、各種コーティング、塗装、染色、電解めっき処理などがあります。

こうした仕上げ作業用の治具を 3D プリントすることで、作業量やミスを削減しつつ、作業を正確かつ再現性をもって行うことができます。コーティングや塗装、染色など多くの仕上げ作業においては、塗り分け等でワークの一部だけに作業を行いたい場合があります。その際に作業箇所に含めたくない部分を保護することをマスキングと言いますが、従来のマスキングには、マスキングテープやプラグ、カバー、マスター、ビニールカット、切削品などが使われてきました。このマスキング治具を 3D プリントで製作すれば、テーピングではカバーしにくい箇所を隠したり、純粋にテープ自体の代わりに使用することが可能で、硬質・軟質など幅広い材料が使用できることで品質の維持にも役立ちます。 
 

検査は品質管理（QC）のうえで極めて重要な工程で、製品がその要件をすべて満たしているかどうかを確認する一連の作業です。製品出荷前に行われる最後の工程でもあります。これには製品評価や測定・試験などが含まれます。 一般的な検査方法に寸法検査がありますが、これは最終製品の寸法がすべて公差内に収まっているかを確認するためのものです。この工程では、3D プリントで製作できるちょっとした材料の小片から、ワークの固定装置が付いた三次元測定機（CMM）のような複雑な機械まで、さまざまな測定器や検査治具を用いられます。

3D プリントの利点である設計の自由度を活用すれば、そのワークや QC 手順に合わせた専用の検査治具やゲージを迅速に内製でき、オンデマンドで製作した複雑かつ正確な検査ツールで高い品質を保ちながら、工程の高速化が可能になります。

現代の工場は、刻々と変化するニーズに常に対応しながら、効率と機敏性を備え、競争力を維持し続けるための新たな方法を見つける必要があります。1つの製品を市場に投入するために、製造に関わる全ての拠点や企業を通じて、プロセスや設備機器、そして人員の最適化が求められます。今では世界中で製造現場の課題解決や生産性向上を実現する手段として、あらゆる工程で 3D プリント製の治具が活用されています。

加工のワーク固定具から組立用治具、検査治具、あるいはロボットのエンドオブアームツーリングの交換部品まで、金属製の治具をオンデマンドで製作できる 3D プリント品に置き換えることで、スピード、品質、効率が向上します。

以下から無償サンプルパーツをお申し込みいただくと、Formlabs の 3D プリント用材料の品質を実際にお手に取ってご確認いただけます。また、お客様の用途に合ったソリューションについては、Formlabsまでお気軽にお問い合わせください。