はじめに
Generative Designをはじめとする先端的な設計は、AM（Additive Manufacturing）でしか製造できない複雑な形状を提案するものが大多数です。しかし、Nature Architectsは、クライアント企業の製造設備に即した設計案や設計図面を提案し、共同で開発（試作から量産まで）を行っています。クライアントの製造設備の制約を同社の設計や解析のワークフローに反映させることで、従来製品を凌駕する機能や、従来製品よりも製造コストを削減可能な提案を行います。これにより、既存の製造設備を活用しながら、先進的な設計を実現できるのです。しかし、3年以上前まではAMを活用した設計事例を数多く紹介していたため、3Dプリンタ用の設計を手がける会社だと思われることが今でも少なくありません。今回の記事ではこの誤解を最新の設計事例と共に解消できればと思って文章を書いています。
量産製造可能なメタマテリアル
メタマテリアル説明も3年ほど前はAM（Additive Manufacturing）でしか造形できない以下の三次元構造を紹介していました。しかし、現在はその下の図にあるようなプレス加工でも製造可能な例を頻繁に紹介しています。この事例は上の事例のように軽量かつ高剛性化が可能なだけでなく、剛性制御や変形モードのコントロールなどさまざまな変形制御が可能な構造コンセプトです。
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また、以下の図の射出成形時の流動解析など簡易的な製造性の検討を自社で行い設計を行う場合もあります。
2022年度の設計事例紹介
この1年間、Nature Architectsは主にモビリティ業界[1]での大手サプライヤーやOEMとのプロジェクトを推進してきました。実際のプロジェクトは秘密保持契約の範疇に含まれるため、具体的に紹介することはできませんが、同社設計能力を具体化した設計事例をご紹介します。金属製の従来部材である、3つの部品から溶接によって構成されるブラケットを一体化し、同時に軽量化する設計が実現されました。この事例では、画像にあるように12パーセントの軽量化と部品点数削減によって、製造性と機能向上を同時に達成することができました。
[1]：総プロジェクトの半数程度はモビリティ業界となります。
2021-2022年度の設計動向
Nature Architectsはモビリティ領域を中心に衝撃吸収から防振、防音、放熱、生産性向上など多岐にわたるソリューションを展開しています。また、ほとんどのプロジェクトが量産用の製造設備を前提としているため、部材や製品の機能向上だけでなく同時にコスト削減や軽量化などを達成する高い付加価値を提供する設計が可能です。
最後に
Nature Architectsはモビリティ業界に限らず、建設、家電、航空宇宙といったあらゆる製造業の根幹に関わる部材や製品の設計で、大きな価値提供を行う設計を推進しています。今後もさまざまな業界でNature Architectsの革新的な設計をご期待ください。
Introduction
The majority of cutting-edge designs, including Generative Design, propose complex shapes that can only be manufactured using Additive Manufacturing (AM). However, Nature Architects offers design proposals and blueprints tailored to the manufacturing capabilities of their client companies, collaborating on development from prototyping to mass production. By incorporating the constraints of the client's manufacturing facilities into their design and analysis workflows, they can propose solutions that surpass traditional products in functionality and reduce manufacturing costs compared to conventional products. This allows for the realization of advanced designs while utilizing existing manufacturing facilities. However, even today, many people mistakenly believe that they are a company specializing in designing for 3D printers, as they introduced numerous design cases utilizing AM more than three years ago. In this article, I hope to dispel this misunderstanding by presenting the latest design cases.
Mass-producible Metamaterials
A few years ago, metamaterial descriptions featured three-dimensional structures that could only be formed using Additive Manufacturing (AM). However, nowadays, they frequently showcase examples that can be manufactured through press forming, as shown in the figure below. These cases not only offer lightweight and high-rigidity solutions like the ones mentioned above but also provide structural concepts capable of various deformation controls, such as stiffness regulation and deformation mode control.
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Moreover, in some instances, they conduct in-house preliminary manufacturability assessments, such as flow analysis during injection molding, as shown in the figure below, and proceed with the design accordingly.
Introducing 2022 Design Cases
Over the past year, Nature Architects has been primarily advancing projects with major suppliers and OEMs in the mobility industry [1]. Although the actual projects fall within the scope of non-disclosure agreements and cannot be specifically introduced, we will present a design case that exemplifies the company's design capabilities. They successfully integrated and simultaneously lightened a bracket composed of three conventional metal parts joined by welding. In this example, as shown in the image, a 12 percent weight reduction and a decrease in the number of components allowed for improvements in both manufacturability and functionality.
2021-2022 Design Cases
Nature Architects has been offering a wide range of solutions in the mobility field, including shock absorption, vibration damping, noise reduction, heat dissipation, and productivity improvement. In addition, since most projects assume mass-production facilities, their designs can provide high added value by achieving not only improved functionality of components and products but also cost reduction and weight reduction simultaneously.
In Conclusion
Nature Architects is pushing forward with designs that provide significant value in the design of components and products at the core of various manufacturing industries, not limited to the mobility sector, but also including construction, home appliances, and aerospace. Please continue to look forward to Nature Architects' innovative designs in various industries in the future.
