[圧力成形] 医療機器メーカーの Oertli 社が圧力成形を使用して 24 時間以内に医療用パッケージのプロトタイプを作成した方法。

近年、ハードウェアメーカーは、アウトソーシングや硬直化したプロトタイピングプロセスがプラス面とマイナス面の両方をもたらす可能性があることを初めて認識しました。その結果、多くのメーカーが、最大限の柔軟性が求められる重要なコンポーネントの設計を再びコントロールするために、デスクトップ製造へと目を向けています。

マルテ・ホイヤーは、 Oertli Instrumente AGの開発エンジニア兼製品マネージャーです。同社はライン渓谷のザンクト・ガレンに本社を置き、高品質な手術器具および眼科手術用医療機器の製造を専門としています。スイスの品質、精度、信頼性を保証するため、製品の開発・製造はすべてこの地域で行っています。

マルテ氏は、Mayku Multiplierとその加圧成形技術を研究開発部門とエンジニアリング部門に導入しました。デスクトップ加圧成形技術を導入することで、オエルトリ氏は社内でのアジャイルプロトタイピングが効率と出力品質を大幅に向上できることを実証しました。
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Oertliの研究開発施設は、樹脂3Dプリント、FDM 3Dプリント、その他の試作装置など、幅広い製造技術を誇ります。これらの進化する技術を活用することで、同社は日々より速いペースで設計、テスト、そして反復作業を行い、競争優位性を獲得しています。

挫折から革新へ
オートリは持続可能性、イノベーション、そして設備の改良に多大な投資を行ってきましたが、ハードウェア開発は依然として多くの課題に直面しています。最近まで、医療機器のパッケージングもその課題の一つでした。

Mayku Mutiplier 圧縮成形機を使用して作られた医療用パッケージのプロトタイプ (出典: Oertli)

Oertli社では、典型的なパッケージの試作プロセスは非常に遅く、最終的な熱成形パッケージサプライヤーに試作を外注する必要があります。設計の反復には1回あたり3週間かかり、パッケージコンポーネントごとに2～6回の設計反復が必要になります。

R&Dチームはパッケージを設計し、 FDM 3Dプリント技術を用いて限定的な外観プロトタイプを作成します。このプロトタイプは機能しません。部品を収納するためにパッケージ下部に使用されている凹部は、壁厚を減らすのに十分な柔軟性がないため、いかなる3Dプリント技術でも機能プロトタイプを印刷することは不可能です。

製品管理チームの承認後、デザインはパッケージサプライヤーに送られ、約3週間でプロトタイプが作成されます。その後、機能プロトタイプは顧客に返送され、テストされ、フィードバックが収集されます。このプロセスは、完璧なデザインが見つかるまで繰り返されます。

製造業へのインテリジェントな手法の導入
この設計反復プロセスは非効率でした。そこでマルテは、医療用パッケージの試作を担当した際に、スクラムマスターのスキルを活かして試作を迅速化できる技術を探しました。デスクトップでありながら高性能な熱成形機をGoogleで検索していたところ、Multiplierを発見。Oertli社でその可能性をすぐに見出し、購入しました。

オートリンクの研究開発施設にあるMayku Multiplier（出典：オートリンク）

マルテ氏は、Multiplierを既存のプロトタイピングワークフローに簡単に統合し、主要な効率的なステップを維持しながら、問題のあるステップを最適化できました。パッケージのプロトタイプの設計にはSolidworksを使用しましたが、製品管理チームへの提出やパッケージサプライヤーへの外注には3Dプリントのビジュアルプロトタイプを使用する代わりに、3Dプリントの熱成形テンプレートを使用しました（関連チュートリアル： [圧力成形] 初心者が知っておくべき12の熱成形設計原則）。その後、Multiplierを使用して3～10個の高忠実度プロトタイプを作成し、チームとテスターに​​提出しました。これらすべてを1日で完了できました。

「製品管理部門が会議で小さな変更を提案した場合、以前は変更の実施と更新会議のスケジュール設定に3週間かかっていました。今では、変更は1日で完了し、翌日の会議のスケジュール設定も可能で、全員が昨日の会議の詳細を覚えている状態です。」 - マルテ・ホイヤー - Oertli Instrumente AG 開発エンジニア兼製品マネージャー

マルテは、高忠実度のプロトタイピングという要件を満たすため、 Mayku Multiplierのような圧力成形機の使用を決定しました。評価設計では±0.1 mmの許容誤差が求められましたが、これは真空成形などの他の技術では達成できないレベルの精度です。

内圧成形の投資収益率
Oertli社は、社内に高忠実度プロトタイピングを導入することで、革新性と俊敏性を維持しています。ハードウェアメーカーがプロトタイピングで直面する無駄や非効率性を一切排除し、エンジニアリングニーズやチームからのフィードバックにほぼ瞬時に対応できます。

「ソフトウェアから始まった迅速なサイクルタイムは、今では機械部門全体に広がっています。」 - Oertli Instrumente AG 開発エンジニア兼製品マネージャー、マルテ・ホイヤー

Oertli社はマルチプライヤーを活用することで、設計反復サイクルを3週間から1日に短縮しました。また、高忠実度のプロトタイプを制作しながら、試作コストを90%以上削減しました。現在では社内で試作できるため、プロセス全体を完全に管理できます。

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