製品開発において、試作は「機能検証」「意匠チェック」「量産性評価」を行うための核となる工程です。
特に金属材料を用いた試作品は、最終製品の性能を左右するため、高精度かつ短納期、そして小ロットで柔軟に作れる加工体制が求められます。
金属試作品の役割とは？
試作は大きく3ステージに分類されます。
| 試作段階 | 目的 | 製作側に必要な対応力 |
|---|---|---|
| 一次試作（形状確認） | 設計意図の確認、干渉チェック | 迅速性、設計変更対応 |
| 二次試作（機能検証） | 強度・組付け精度・性能評価 | 高精度加工、検査体制 |
| 量産試作（最終評価） | コスト検証、量産前最終仕様化 | 工法提案、工程最適化 |
特に機能評価を行う二次試作では、
±0.01mm単位の精度や材料特性の再現性が必須になります。
試作段階で起きやすい課題と失敗例
よくある課題は以下の通りです。
| 課題 | 起きる原因 | 結果 |
|---|---|---|
| 精度不良 | 工法・治具設計が不十分 | 再作・納期遅延 |
| 材料の選定ミス | 開発者と加工側の情報共有不足 | 剛性・耐久性不足 |
| コスト高騰 | 再試作が多発 | 開発予算の圧迫 |
| 量産性の問題 | 試作向き工法のまま | コスト不適・生産効率低下 |
つまり、
試作の成功は「加工会社の技術力＋提案力」で大きく左右されます。
高精度加工のカギは設備と工法！
最新設備による精密加工
| 設備 | 強み |
|---|---|
| マシニングセンタ（3〜5軸） | 複雑形状を高精度加工 |
| CNC旋盤 | 回転部品の面粗度・真円度に強い |
| ワイヤーカット放電加工 | 硬鋼でも高精度切削が可能 |
| 三次元測定機 | ミクロン単位の品質保証 |
装置の組付け部品などでは
平面度・直角度・同軸度の確保が重要となり、
測定データに基づく精度保証が不可欠です。
加工方法ごとの活用例（実用シーン）
| 加工方法 | 実例 | 効果 |
|---|---|---|
| 切削加工 | 精密ギア・治具部品 | 組付け時のガタ低減 |
| 板金加工 | 医療筐体・カバー | 軽量化・短納期 |
| 3Dプリンタ | 空洞構造・軽量部品 | 設計検証の高速化 |
| 溶接構造物 | ロボット架台 | 実機評価が早い |
複合的な加工が必要な部品も多いため、
一貫対応できる会社がコストと納期の両面で有利です。
材質選定も開発品質を左右する
| 材料 | 特長 | 試作での注意点 |
|---|---|---|
| S45C | 強度が高い | 焼入れ後の歪み |
| A5052 | 軽量・加工性◎ | 表面傷が目立ちやすい |
| SUS304 | 耐食性◎ | 加工が難しい（バリ、収縮） |
| Ti-6Al-4V | 軽くて強い | 高コスト・切削条件制限 |
→ 現物を見て提案できるパートナーが安心
なぜ小ロット対応が重要なのか？
試作では「少数で良いが精度は落とせない」というニーズが多いため、
- 1個〜5個 → 設計検証用
- 10〜50個 → ベンチ試験・ユーザーテスト
- 100〜300個 → 量産試作・市場投入前テスト
と段階的な製作が必要になります。
❌ 量産対応会社のみ → 対応不可
⭕ 試作対応会社 → 小ロットに最適な工法提案が可能
コスト最適化のための工法提案例
| Before | After | 効果 |
|---|---|---|
| 板材から切削（時間長） | 板金＋切削併用 | 30%コスト削減 |
| 固定治具を専用製作 | 汎用治具で代替 | 初期費用削減 |
| ワンピース構造 | 溶接構造に変更 | 加工費短縮 |
✔ 試作から量産を見据えることが重要！
品質保証体制で安心のものづくり
- 三次元測定【検査成績書対応】
- RoHS/REACHなど材質証明
- トレーサビリティ管理
- 量産レベルの品質管理フロー
→ 試作品でも品質保証が求められる時代へ
まとめ｜試作段階から量産成功への道筋をつくる
開発成功のポイント
- 高精度加工ができる設備と技術者が揃っている
- 設計者と加工側が密にコミュニケーションできる
- 材料・工法・工程計画の提案力がある
- 試作から量産まで一貫支援できる
試作品は、
単なる部品の「試し作り」ではなく
量産成功への最短ルートを構築する工程です。
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