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業種別・3Dスキャナーの活用事例

3Dスキャナー(三次元測定機)が実際にどのような現場で活用されているのか、業種別に実例をご紹介していきたいと思います。

【業種別】3Dスキャナーはこんな場面で使われている!活用事例集

3Dスキャナーの活用の幅は、一般に思われているよりも非常に広いのです。製造業の品質管理やホビー用にとどまらず、あらゆる業種で活用されていることを知ると、3Dスキャナーを使った新たなアイディアも生まれるかもしれません。

ここでは、業種別に3Dスキャナーの活用法をご紹介していきたいと思います。

自動車・輸送

製品検査やリバースエンジニアリングはもちろんのこと、一般的な測定器具では難しい自由形状の部品などを計測しています。

自動車・輸送現場での活用

自動車製造業や輸送現場において、3Dスキャナーは部品の製造・部品やパーツの形状を正しく測定して、構造解析や組み立てなどにかかる期間やコストを大幅に削減することが可能です。現場での活用事例を見てみましょう。

担当者不在でも納期を維持:自動車製造業
従来の測定器などは使い方が難しく、精巧なデータをとる技術担当が何らかで不在になると納期に遅れが発生していました。しかし、新しい3Dスキャナーを導入したところ、起動や操作設定が簡単で担当者不在でも3Dスキャナーの起動や精巧なデータ構築・解析が可能になりました。おかげで納期を遅らせることなく作業ができました。

操作性が簡単で使える人材を育成しやすい:自動車製造業
最近の3Dスキャナーは、特に専門知識がなくても簡単にデータ取得ができる操作性の簡単な機種が出ています。また、セットアップ時間短縮や使える場所・精度などが格段に向上していて使いやすいです。少し使い方を教えれば新人でもすぐにデータ取得を覚えてくれるので、製品検査や、リバースエンジニアリングに欠かせないデータスキャン・CADデータ作成の作業を任せやすくなりました。

製造・鋳造業

加工前の部品が加工するのに十分なサイズがあるかどうかを計測したり、工具設計への応用などがされています。

製造・鋳造業での活用

部品の製造には小さな誤差が命取りになることが多くあります。精巧な解析やスキャンができる高性能な3Dスキャナーや三次元測定機は、今や製造・鋳造業において、なくてはならない機械です。現場ではどういった使い方がされているのか見てみましょう。

製図がない古い部品から新しく部品を作れる:部品製造業
古い製品の部品は、すでに製造が停止されていたり、メーカー自体が事業から撤退していたりして、部品の製図が残っていないケースが多くあります。部品もないので修理不可や代替部品を探すなどの対策が必要になるため、時間やコストがかなりかかることがありました。しかし、3Dスキャナーが導入されてからは、古い部品をデータ化して3Dプリンターで出力が可能になり、格段に納期削減や低コスト化を図ることができました。

誤差が小さく正確なデータが出せる:鋳造業
作られた部品やパーツの寸法や表面偏差の検査、型の作成、キャストする前のデータ取得など多くの場面で3Dスキャナーを活用しています。特にパーツや部品によっては鋳造後に誤差や歪みがあると、組みあがらないことや、故障・異常の原因になることがあります。偏差が製品としての許容レベルなのかなどの正確なスキャンが短時間でできる3Dスキャナーを使うことで、顧客からの製品調査依頼を実作業1日で完了しました。

重工業

重工業では、大型の部品の計測がつきもの。しかし一般工具を人間が使って計測するのは、手間と精度の両面から難があります。この問題をクリアするのが三次元測定機。重工業での活用事例もたくさんあります。

重工業現場での活用

重工業の現場でも産業装置の製造や、現場の全体把握、設計内容の共有などにおいても3Dスキャナーなどを活用した3次元データ化が重宝されています。導入したことで大幅な手間の削減や、設計変更などに対する認識の相違排除を行なうことが可能になったケースが多くあります。現場での活用事例を見てみましょう。

危険な場所の測定が可能に!:重工業
5年前から本格的に3Dスキャナーや、3次元CADを活用しています。普段の図面や施行データ作成では導入前と比べると7割もの作業時間・行程を短縮することができるようになりました。しかし、活用場所はそれだけではなく、災害の被災地など足場が崩れやすく危険な場所での作業をする前に、劣化計測や安全な場所からの計測することが可能です。さらに崩れる恐れのある場所に人材を派遣する必要がないので、二次災害に巻き込まれる心配が軽減されました。

設計変更にも柔軟な対応が可能になりました:重工業
起工測量や出来形計測が正確にでき、現場全体を3D点群として捉えることが可能になったことで、全体像や設計の進行・状況の把握を共有しやすくなりました。そのため、設計部分の変更にも縦横断測量を再度行なうなどの無駄な手間をかけずに、柔軟に対応できました。現場の負担も少なくなるので従来設定していた予定よりも早く仕事を完了できるようになりました。

航空

航空業界では、部品の製造はもちろん、機体の管理・点検も非常にシビアに行う必要があります。そこで役立つのが三次元測定機(3Dスキャナー)です。

航空での活用

飛行機などの航空部門でも、3Dスキャナーは注目されています。スイスでは実際に、ジェット機の内部を3Dスキャナーと3Dモデリングを駆使して作るプロジェクトを成功させました。そのプロジェクト内の結果、3Dスキャナーはコスト削減や干渉問題解決などに大きく貢献しました。航空の現場においてもこれから3Dスキャナーの活躍の場は増えてゆくでしょう。

製造前に精巧な再現モデル構築:航空
3Dスキャナーを利用することで、システムや機体構造での負担や妨げになる点の確認や問題点を把握して設計することができます。3Dデータであれば内部の機構や構造、パーツごとの微調整も実際に組み立ててから修正するよりも、手間や負担、コストがかかりません。

精巧な事前予測データを入手:航空
精巧なスキャンと3D再現モデリングを組み上げることで、システムや部品の干渉確認や、トラブルが発生する恐れがある部分の事前予測を行なうことが可能になります。事前に予測して問題対処、検証ができるので、早い段階で問題の修正をして完成を目指すことができます。

発電

発電用の機械・部品の製造や管理にも三次元測定機が欠かせません。タービンは部品が大きい上に、既に組み立てた発電ユニットのタービンはスペースがなく、一般器具での計測が難しい状況。そこで、スペースがあまり必要ない三次元測定機が活躍しています。

発電での活用

リバースエンジニアリングや発電プラントには人が立ち入りにくい設計や配置になっている部分が多くあります。そうした場合の、正確なスキャンデータや検査データ取得、複雑な修繕部分のスキャンなど発電の現場でも3Dスキャナーは活躍しています。

立ち入れない狭いところのデータも簡単に取得できる:発電
発電用のリバースエンジニアなどはかなり狭い場所に設置されていて、立ち入りが難しいです。そのため、スキャン対象物との距離が開き、正確なデータ取得が上手くできないことがありました。しかし3Dスキャナーの導入後は、分析や、改造部分を考えるためのスキャン、3Dモデリングができ、無理に立ち入らなくても正確なデータを取得できるようになりました。

大規模な水力発電プラントの故障:発電
水力発電プラントが故障し、漏出によって冷却水と潤滑油が混ざる問題が発生しました。稼働したまま修繕を行なう必要があり、そのためのパーツ設定図作成には、チューブ穴やシート表面、Oリング溝などの配置を正確に形状把握する必要がありました。従来の方法では困難な作業でしたが、パーツごとのレーザートラッカーでの穴位置測定などを経て3Dデータを作成することができました。データから発注をかけた部品は問題なく利用でき、修繕することができました。

教育・研究

研究や教育現場でも活用されている三次元測定機。考古学などで発掘したものを3Dスキャンしてデジタルカタログ化したり、あるいは専門教育の中で3Dスキャナーの使い方を学ぶことができるようにもなっています。

教育・研究での活用

一見、関連性の低そうな教育の場や研究でも3Dスキャナーは活躍しています。研究でのデータのモデリング・サンプルの精査などだけでなく、キャリア教育の一環としても3Dスキャナーの機能が注目されています。

義足を作るプログラムでも3Dスキャナーが活用される:教育業
海外での取り組みでしたが、足を怪我して歩けなくなったペンギンの足を3Dスキャンして義足を作るプロジェクトがありました。手動になったのは学生で、3Dスキャナーや3Dプリンターの技術者からセミナーを受けて作っていました。情操教育にもなるし、また技術を学ぶ上で様々なことを考えさせられると思います。今後も3Dスキャナーは数多くの場所で活躍するでしょう。

生き物の動きや、動物の動きなども計測:研究職
動きのデータ化、モデリングがスキャンだけで可能になることで、研究資料やアーカイブ化など様々な分野に活用できるデータを取ることができます。動きの動力や基本動作からデータを作り、多角的に見ることでわかる情報も数多くあります。解析した情報から、別の分野に活かす方法が見つかるケースもあるので、精巧なデータをスキャンできる3Dスキャナーは研究でも重宝しています。

文化遺産・美術・建築

美術品や建築物など、文化遺産の保存にも三次元測定機が使われます。補修や復元のシミュレーション、あるいは劣化の計測など、あらゆる場面で三次元測定機が活用されています。

文化遺産・美術・建築での活用

美術品・建築物のアーカイブ化、復元する際にも3Dスキャナーは活躍しています。記憶に新しい話では、テロで破壊された凱旋門を3Dスキャナーアーカイブ、出力して復元するなどといった使い方がされました。

住宅建築の低コスト化に繋がる:建築業
世界遺産のアーカイブ以外にも、3Dデータを用いて3Dプリンターを使った一般住宅の建築の低コスト化や作業時間の短縮化が期待できます。実際に中国ではマンション、ロシアでは一軒家を3Dプリンターのみで建てる実験が行なわれて建築されています。

100年以上あった工期が短縮される:文化遺産
スペインのサグラダファミリアは300年もの工期が設けられていましたが、3Dスキャナーや3Dプリンタなどの技術の進歩により、2026年完成予定まで工期が短くなりました。複雑な造形や荷重計算などを3D化して行なうことで全体の把握を把握して作業が効率化されています。

医療・ヘルスケア

義手や義足、あるいは整形手術のシミュレーションなどで三次元測定機が使われます。また、脊柱をスキャニングしてその歪みを見ることで、病気を診断する方法も開発されています。

医療・ヘルスケアでの活用

3Dスキャナーが活躍する身近な場所として挙げられるのが病院や歯科。骨の形状や、歯の形状などを立体データとして把握することで問題の発見や、義歯などの作成に対して大幅な時間とコスト削減を実現することができます。

歯科の現場で活躍:医療
歯・顎の形状をスキャンして3Dデータ化することで、矯正用のマウスピース作成やワイヤーの設置場所の把握、インプラントの作成などに活用しています。以前はスキャンデータを作るのにもある程度操作できる人が必要だったため、人件費の問題や作成できるまでの期間が長く必要でした。しかし、3Dスキャンが精巧にできるようになったことで、より誤差の少ない矯正器具を短期間で用意することができるようになりました。

これからの医療現場を変える技術:医療
歯の欠損部分を補うために、3Dデータを型取りして補助部分を造るなど日本でもその技術は医療に活用されています。海外では重度の気管障害を持つ赤ちゃんに、スキャンデータから3Dプリンターで作ったパイプを取り付けて気管を補助したり、骨折した腕にフィットする軽量なギブスを作ったりなどさらなる活用がされています。さらに普及すれば短期間の安価な施術で、安全な治療ができる時代はすぐそこかもしれません。

精度で選んだ三次元測定機3選
実績で選んだ三次元測定機3選

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