Formlabs 機能性プロトタイプと小ロット製造事例
Form 4LとTough 1500レジンがMint 400砂漠オフロードレースを攻略
Sirrisは大型SLA 3Dプリンティングを活用し、わずか数週間で電動オフロードバイクのフォークガードの設計、機能テスト、最終用途パーツの生産を完了しました。
2024年、全長120マイルのMint 400オフロードレースで初めて電動オフロードバイクの參戰が認められました。電動オフロードバイク用高性能サスペンションシステムのパイオニアメーカーであるSirrisは、過酷な砂漠地帯に対応するため、バイクのフォークガードをアップグレードする必要がありました。
プロトタイピングと生産の時間が限られていたため、Sirrisは最終的に3Dプリンティング技術を選択。堅牢で耐久性に優れたTough 1500レジンとForm 4L大型光造形（SLA）3Dプリンターを組み合わせることで、高額な金型への初期投資を回避しました。
「このプロジェクトの真にユニークな点は、コンセプトから実行に至るスピードの速さです。他社の類似プロジェクトなら6〜12ヶ月かかるかもしれませんが、このプロジェクトはアイデア出しからレースまでわずか数週間しかかかりませんでした。」
Josh Doolittle（Sirris クリエイティブディレクター）
「私たちは今やプロトタイピングと本格生産のギャップを埋めることができ、金型を待つことなく機能性パーツをお客様に提供できるようになりました。」
Jon Howard（Sirris 共同創業者 兼 運営責任者）
Form 4Lの活用で機能性プロトタイピングを加速
オフロードバイクが険しい地形やジャンプ、激しい衝撃に対応するには、精密に設計されたサスペンションシステムが必要です。フォークガードはフォークチューブを飛石や破片から保護し、シール材の破損、オイル漏れ、サスペンションの故障を防ぎます。
そのため、フォークガードには砂漠コースにおける飛石、衝突、持続的な振動に耐えうる十分な強度、柔軟性、耐衝撃性が求められます。
なぜFDMやSLSからSLAへ切り替えたのか？
Sirrisは当初、熱溶解積層方式（FDM）でのプロトタイプ製作を試み、過去には粉末性レーザー焼結（SLS）3Dプリンティングも採用していました。しかし、初期にSLSやFDMで製作されたパーツは、オフロードバイクの機能テストをクリアできませんでした。
SLAパーツは均一で等方的な機械特性を備えており、造形方向による性能のバラつきを低減できます。高靭性かつ高耐久なエンジニアリングレジンと組み合わせることで、高衝撃や実際の荷重下での機能テストに一層適したものとなります。
「3Dプリンティング技術により、すぐに機能性プロトタイプを手に入れることができます。当社の製品は過酷なオフロード環境に耐える必要があり、実際のテスト結果に基づいて数週間ではなく数日でイテレーションを行えることが極めて重要なのです。」
Jon Howard（Sirris 共同創業者 兼 運営責任者）
1日に複数回の設計イテレーションを実現
Formlabsの大型SLA 3DプリンターForm 4Lは十分な造形エリアを備えており、一度のプリントで1ペアのフォークガードを製作できます。
高速なプリント能力により、Sirrisは1日に2〜3回の設計イテレーションを実施でき、造形完了後すぐに実車へ取り付けてオフロードテストを行うことが可能になりました。
この迅速なイテレーションプロセスにより、Sirrisは非常に短期間でパーツのフィット感、耐久性、機能的パフォーマンスを検証することができました。
「Form 4Lは私たちの可能性のほんの一角を示しているにすぎません。迅速にカスタマイズし、イテレーションを行える能力は、市場において大きなアドバンテージとなります。」
Jon Howard（Sirris 共同創業者 兼 運営責任者）
レースに耐えうる優れた耐久性を誇るTough 1500レジン
Tough 1500レジンは耐衝撃性と柔軟性を兼ね備え、実運用で求められる高い耐久性を有しています。
Sirrisは最初、Tough 1500レジンを使用して機能性プロトタイプを試作しました。2025年3月にアップグレード版のTough 1500レジンが発売されると、チームはより高性能なV2素材へと移行しました。
Tough 1500レジンV2の機械的特性はポリプロピレン（PP）に匹敵し、破断仕事量はTough 1500レジンV1の10倍、ガードナー衝撃強度は前世代の3倍に達し、高衝撃パーツに対するSirrisの厳しい要求を満たしています。
この高耐久素材を活用することで、Sirrisは機能性プロトタイプの製作にとどまらず、カスタムパーツや小ロットの最終用途パーツを直接生産することも可能になりました。
砂漠のオフロード環境における飛石や破片、衝突に耐えることができます。
繰り返される振動や衝撃による剛性パーツの破損リスクを軽減します。
カスタム品、小ロット生産、あるいは継続的に仕様調整が行われる機能性パーツに最適です。
小ロット製造で初期の金型製作を直接代替
射出成型は金型製作のために多額の初期費用を投資する必要があります。パーツの複雑さによって異なりますが、金型コストは約6,000〜28,000ドルに上るほか、長期にわたる製造リードタイムや最小発注数量（MOQ）の制限にも直面します。
Sirrisは毎週約50個のフォークガードを生産する必要があり、同時に設計もテスト結果に応じて継続的に調整される可能性がありました。このようなニーズに対して、ダイレクト3Dプリンティングは初期リスクを抑え、迅速な設計変更の柔軟性を確保できます。
| 製造方式 | リードタイム | 設計変更の柔軟性 | 使用素材 |
|---|---|---|---|
| Form 4Lによる3Dプリンティング | 約1日 | 毎回のプリント前に直接修正可能 | Tough 1500レジン |
| 射出成形 | 約8〜10週間 | 修正が困難・高額、または不可 | ポリプロピレン（PP） |
「3Dプリンティング技術のおかげで、金型の完成を待つことなくプロテクターをオンデマンド生産できるようになりました。1バッチあたりの造形時間は約13時間なので、数週間ではなく数日で小ロット生産の需要に対応できます。」
Jon Howard（Sirris 共同創業者 兼 運営責任者）
120マイルの過酷なレース：Mint 400での実地テスト
Mint 400は全米で最も過酷なオフロードレースの1つであり、全長120マイルにわたって岩や砂利が転がる険しい砂漠地帯を駆け抜けます。
2024年、電動オフロードバイクが本レースに初めて参加し、一部の車両にはカスタムメイドのSirris F43フォークと3Dプリント製フォークガードが装着されました。
レース後の点検では、120マイル走行後もフォークガードに目立った摩耗は見られず、Tough 1500レジンのパーツが砂漠コースの過酷な試練を見事に乗り越えたことが証明されました。
「Formlabsの3Dプリンティング技術により、カスタムプラスチックフォークガードを製造できるようになりました。この重要なパーツはバイクのレース参戰を後押ししただけでなく、この記念すべきレースにおいて完走を果たす大きな原動力となりました。」
Jon Howard（Sirris 共同創業者 兼 運営責任者）
今後の展望：さらなる素材と製法の活用
Form 4Lを用いたカスタムサスペンションパーツの製作で成功を収めたSirrisは、カスタム製造の選択肢をさらに広げています。
チームはNylon 12 Tough Powderと選択的レーザー焼結（SLS）技術を活用したパーツ製造を検討しているほか、小ロット生産を支援するためにRigid 10K Resinを使用した型造形の研究も進めています。
SLA、SLS、3Dプリントモールドといった異なる工法を組み合わせることで、Sirrisはパーツ要件、材料特性、生産量、納期に応じてより柔軟なデジタルファブリケーションプロセスを確立しています。