プロトタイプ段階での設計変更は可能ですか？
はい、設計変更はプロトタイピング段階において「可能」であるだけでなく、「発生することが前提」となっています。特に、機能性・構造強度・量産性を厳密に検証しなければならない産業用途では重要です。プロトタイピングは、恒久金型に投資する前に、形状（ジオメトリ）、材料選定、寸法公差を検証・最適化するための、管理された検証ステージです。Newayでは、ウレタン鋳造、砂型鋳造、3Dプリントパターン、および少量ダイカスト用ソフト金型など、アジャイルなプロトタイピング手法を通じて反復的な設計更新をサポートしています。
試作段階での反復設計のエンジニアリング的意義
高精度なCADモデリングやFEAシミュレーションを行っていても、実際の試作品はそれだけでは予測しきれない実機性能上の問題を顕在化させることがよくあります。例えば次のような事象です：
アルミA380部品で板厚が<2 mmと不足していることによる、湯回り不良や反り変形
公差の累積や、想定していなかった締結部品の影響による組立干渉
疲労試験や落下衝撃試験で判明する局所的な応力集中
粉体塗装やアルマイト処理の工程で露呈する表面欠陥の出やすさ
ISO 8062（鋳造公差）、ISO 2768（一般機械加工公差）などの業界規格は設計検証時の許容範囲を定義していますが、実際の部品挙動に基づいて微調整が必要になることが少なくありません。
プロセス別に見た設計変更の柔軟性
プロトタイピング手法 | 変更への柔軟性 | 設計変更の反映リードタイム | 推奨アプリケーション |
|---|---|---|---|
3Dプリント（樹脂/プラスチック） | 非常に高い | 当日〜2営業日 | マスターパターン作成、外観モックアップ、嵌合テスト |
ウレタン鋳造 | 高い（マスターモデル差し替えによる） | 3〜5営業日 | 低荷重エンクロージャ、短納期コンセプト検証 |
砂型鋳造 | 中〜高 | 5〜10営業日（パターンまたは中子の再プリント） | 複雑なアルミ・青銅形状、機械特性試験用部品 |
少量ダイカスト | 中程度 | 1〜2週間（金型インサート変更） | 量産前検証、フィールドテスト用バッチ |
これらの技術により、Newayは金型全交換を行わずに設計変更へ迅速に対応することが可能です。例えば、ドラフト角を0.5°から2°へ見直すだけでも離型性を大きく改善し、金型寿命を延ばしつつ、部品機能への影響を最小限に抑えることができます。
プロトタイピングでよく行われる設計変更の種類
肉厚最適化：アルミダイカスト（例：A380合金）で板厚を1.5 mmから2.5 mm以上に調整することで、湯回り性や熱的性能を向上
フィレットRの付加：1.5〜3 mmのRを追加することで、コーナー部の応力集中係数（Kt）を最大40%低減
リブ構造の見直し：リブ高さ：厚み比を約3:1に調整することで、剛性を確保しつつヒケや変形を抑制
ドラフト角のチューニング：亜鉛ダイカスト（Zamak 5など）において、0.5°から1.5°へ増加させることで、ISO 1302ガイドラインに沿った良好な離型性を実現
公差の最適化：CNC後加工が必要な嵌合面に対し、±0.3 mm（ISO CT7）から±0.1 mm（CT6）へ精度を引き上げる
環境試験や耐熱試験の結果に応じて、ケーブルボス、圧力開放用ベント、放熱フィンなどの機能要素を追加する設計反復が行われることもあります。
反復サイクル全体を通じたエンジニアリング連携
Newayのエンジニアリングチームは、プロトタイピングおよび設計変更プロセスを通じて継続的な技術支援を提供します：
鋳造性・加工性を考慮したDFMレビュー：ISO 8062およびDIN EN 1706に準拠した設計検討
ゲートおよび流動のシミュレーション最適化：特に板厚<3 mmの薄肉アルミ部品に対して有効
最終用途の表面処理に合わせた仕上げ戦略：例えばアルマイトを想定したRz ≤ 10 µmの表面粗さなど
材料適合性のアドバイス：構造用途、導電用途、耐食用途などに応じた材料選定支援
これらのサービスにより、試作品は単に形状を確認するだけでなく、量産準備に直結する機能モデルとしても活用することができます。
ケーススタディ：ダイカスト照明フレームの反復設計
ある顧客は、防水LED照明器具を設計するにあたり、まずウレタン鋳造で10個の試作品を製作し、機械的な組立性を評価しました。フィールドからのフィードバックに基づき、Newayは換気スロットの長さを調整し、M4ボスインサートを追加し、内部サポートリブを更新しました。7営業日以内に更新済みマスターモデルが3Dプリントされ、新しいシリコンモールドが製作されました。検証完了後、この設計は耐食性の高いプリシリーズ部品として、AlSi12合金による少量アルミダイカストへと移行しました。
この「試験 → 修正 → 検証」のサイクルにより、顧客はツーリング廃棄や大幅な手戻りを発生させることなく、認証試験フェーズへスムーズに進むことができました。
結論
設計変更は、プロトタイピング段階において「可能」であるだけでなく、「不可欠」なプロセスです。Newayの統合プロトタイピングプラットフォームは、寸法調整、機械的性能向上、表面品質改善といったあらゆる設計進化を、データドリブンかつ迅速に実現します。柔軟なプロセスと業界規格、実機試験に基づいたアプローチにより、最終設計が機能的に最適化され、量産可能であり、市場投入にふさわしい状態であることを保証します。
