SUNTORYペットボトル量産試作に3Dプリンタを活用

サントリーはペットボトル量産試作に3Dプリンタを活用した樹脂型ソリューション「デジタルモールド」を採用

ストラタシス・ジャパンは、サントリーグループのものづくり(研究・開発・生産・調達・ロジスティックス・品質保証)業務を担うサントリーMONOZUKURIエキスパートが、清涼飲料用ペットボトル容器開発に、ストラタシスのPolyJet方式3Dプリンタ「Objet Eden 260VS」を採用したことを発表。これによりサントリーは、1回あたり1カ月半かかっていた試作期間を最短3日まで大幅に短縮し、完成度の高いペットボトルデザインを実現した。


サントリーMONOZUKURIエキスパートは、サステナビリティと飲用時品質の向上の両立を目指す開発を進める中、年々進むペットボトル軽量化と、商品コンセプトを表現する高いレベルのデザインという2つの要素を、限られた開発期間の中で両立させるために、試作のリードタイム短縮を必要としていた。しかし、従来のペットボトル試作ではアルミ製の金型を外注していたため、金型メーカーとのやりとりや金属加工工程など、開発にかかるリードタイムが長くなり、試してみたいボトル形状があっても、時間的制約から断念せざるを得ないという状況にあった。

そこで、サントリーMONOZUKURIエキスパートは、リードタイム短縮に向け3Dプリンタ、コンピュータシミュレーションと切削加工機との比較検討を行った。しかし、シミュレーションでは計算時間が長く、さらに、実際のボトルデータと計算結果の間に若干の乖離が見られた。一方、切削加工機を使った金型内製は、仕上がりには問題なかったものの、CAMや加工機の設定などに工数がかかってしまうことが問題となった。
比較検討の結果、サントリーMONOZUKURIエキスパートは、アルミ金型ではなく樹脂型を社内で製作できる、3Dプリンタを活用したデジタルモールド技術の導入を決定。

多数ある3Dプリンタからストラタシス製品を選んだ理由として「ペットボトルを製造する際の『ブロー成形(ボトルのような中空形状を作るためのプラスチック加工法)』工程では、樹脂型が成形時のヒーターの熱とエアー圧力に耐える必要があります。また試作といっても型の表面が十分に滑らかでなければ、ペットボトルの強度評価と外観デザイン評価に影響を与えてしまいます。このため、積層ピッチが細かく、後工程が簡易なストラタシスのPolyJet方式を選択し、樹脂の種類が豊富なことと造形スピードの速さから『Objet Eden 260VS』を選定しました。」と語っている。


サントリーは、3Dプリンタによるパッケージ開発の納期短縮に成功したことにより、今後同社ではアルコール飲料や、海外も含めたその他の事業部門への展開も検討しており、ペットボトル/パッケージ試作開発だけにとどまらず、生産現場の工具や治具の製作など作業効率の向上にも注目している。


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