3Dプリンターに関する規格とは？AM規格化の現在～最終部品製造が規格化の原動力

歴史を振り返ると、どんな産業技術も規格と共に成長してきました。AMも同様です。この技術はどんな技術なのか、データ処理する際のファイルフォーマットはどのような仕様なのか、AMに関する注文書でやり取りするための項目はどんなものがあるかなど、齟齬なく誰もが理解できるように、共通化したほうがよい内容を明文化したものが規格として制定されています。代表的なものをいくつかご紹介します。

AMの規格は今後も増えていくと思いますが、現時点でまず一つだけ選ぶとしたら「AM製造センターの妥当性」を定めたDIN SPEC 17071をお勧めします。DIN SPEC 17071はドイツ規格協会（DIN）が策定した規格で、2021年9月現在ではAM品質保証関連の規格で正式に発行されている唯一の規格です。ご存知のように品質はモノづくりにおいて非常に重要です。AM製造に取り組む設計・製造・品質管理部門の人だけではなく、AMで部品を調達したい買い手やAM部品を販売したい売り手も知っておくべき内容を扱っているので、認証取得まで考えていない方にとっても役立つ内容になっています。

ISO　9001もDIN　SPEC　17071も同じ品質保証の規格ですが、位置づけが異なるものです。私たちはAMに関する品質保証規格を「組織の妥当性」「AM製造センターの妥当性」「個別工程・製品の妥当性」という３つのレイヤーで整理しています。ISO　9001は組織としての妥当性を定めた規格で、DIN　SPEC　17071はAM製造センターの妥当性を定めた規格です。

「組織の妥当性」というレイヤーは、ISO　9001のように、組織として品質に向き合いマネジメントしていく取り組みを規定しています。非常に重要で欠かすことができない規格ですが、特に業種や加工方法、工程に特化した内容ではないので、ISO 9001を取得しているから3Dプリンターの品質が担保できるものではありません。

「AM製造センターの妥当性」を考えている規格としては、私たちテュフズードジャパンが策定にもかかわったDIN SPEC 17071やその国際標準規格であり現在策定が進んでいるISO/ASTM 52920などがあります。
AM製造センターがモノづくりをする際の品質保証範囲を明確に規定し、そこで必要な観点を規定していますので、AMにかかわる方全員に知っておいていただきたい内容が書かれている重要な規格です。取引先からの取引条件の一つに規格認証をうけていること、という条件がつけられることも今後は出てくるかもしれません。

「個別工程・製品の妥当性」は、たとえばロケット部品や人工骨のように特定の業界の特定の部品製造に特化して妥当性を求めている規格です。材料、工法、装置、加工プロセスなど詳細化されています。

これから検討する段階の企業様が多い印象です。日本の多くの企業がISO 9001やISO 13485、AS 9100に代表される品質マネジメントシステムの認証を受けていて、品質保証規格に関しても理解があります。「うちはISO 9001を取得しているので、追加のAM関連規格は不要なのでは？」と相談されることもありますが、そんなときは「最終製品としてAMで製品を製造する際には重要になってきますよ」とお答えしています。

実際に3Dプリンターを活用したモノづくりが進んでいる航空宇宙、医療などの分野は規制産業と呼ばれるように、法的に一定の基準に基づいた品質管理と基準の達成を求められる業界です。すでに業界ごとに「組織としての妥当性」や「製造センターの妥当性」や「個別工程・製品の妥当性」を担保するための規格化が浸透しています。他の工法と同じようにAMに関しても規格化対応がはじまっているのです。

取引に際して、ノウハウとして実践しているだけではなく、国際的な基準にのっとって妥当性を評価した認証を取得する必要がある業界では、AMに関する規格化の取り組みは今後も拡大していくでしょう。また業界規制がない場合でも規格に準拠した取り組みを行うことが有効です。

例えば、顧客側がまだ新しい技術であるAMに対して不慣れで、品質に関して適正なものさしを持っていない場合があります。他の工法ではありえないことですが、「100％良品でない場合、不良品を作り直して納品してほしい」といった理不尽な要求がされるケースも過去実際にあったと聞いています。このような話も未成熟な技術分野では起こりえるのです。そこで規格という共通言語によるものさしの共有化が重要になってきます。

規格による品質保証の根本にある考え方は「作り方をばっちり決めることが品質を担保する」という考え方です。品質に影響を与える要因を明確にして、各要因に対して、一定の水準を維持できるような、工程・人材の能力・インフラを定めることが規格の要求内容になります。

1000度で5分熱処理をするという作業指示に対して、実際は1002度で5分7秒加熱したことを記録し、その結果求める強度が出ていた ―― というような検証をする仕組みを持っておくことが管理体制になります。この管理体制を整備し妥当性を検証しながら、品質を実現することが品質に関する規格の目的になります。

品質を確かめるためにすべて破壊検査をしていたら、実際に使える部品がなくなってしまいますから、品質を担保するために「ばっちりやり方を決めました」という形で、品質を担保するのです。

製造にかかわる方は皆さん当たり前にやっていることだと思うので、明文化して手順を守っていく事の重要性がお分かりになると思います。こうした手順はノウハウそのものです。品質保証規格の要求に準拠していることを第三者機関の認証を得て、こうしたノウハウの積み重ねを第三者から評価されていることを示すことができます。

一番の近道は、専門家に相談することです。弊社のように規格の策定にかかわる認証機関は、規格導入に関してもサービス提供しておりますので、ご相談いただければと思います。もしご自身で探される場合は、規格の用途と規格の適用範囲から、どういった規格が参考になるのか探してみるとよいと思います。

AMによる最終製品製造が増えてきたために、品質がクローズアップされています。それに伴って品質保証に関する規格が重要度を増していること、品質について買い手側の購買担当者や製造部門担当者、売り手側の販売担当者や製造部門担当者が共通理解を持つために品質保証規格は重要な役割を果たすことなどが、今回のセッションで理解できました。

規格準拠は非常に手間がかかりますし、認証取得には費用もかかります。ですが、規格を使わずに自分でゼロからはじめるよりも、規格を活用したほうが手間もかからず、国際的な標準レベルに近づく近道なのも事実です。また適切に規格を取り入れて運用しているかを第三者の審査をうけて認証取得することは、買い手に信頼を与えることができますし、今後最終部品の製造に取り組む際には避けて通れないステップになるかもしれません。