EV部品開発に3Dスキャンが重要な理由，測定技術から見る製品開発成功のカギ

電気自動車（EV）産業が急速に発展する中、自動車部品には、軽量化、高集積化、複雑形状への対応が求められるようになっており、同時に寸法精度、品質の安定性、開発スピードに対する要求も一層高まっています。

部品メーカーにとって、製品開発とは単に設計図を実物の部品へと具現化することだけではありません。開発初期の段階で試作品の状態を迅速に把握し、寸法偏差や変形の問題を特定し、さらに測定データを金型修正や工程改善へと活用することが重要です。

最近のEV部品開発プロジェクトにおいて、Porite Taiwanは非接触式3Dスキャンと高精度三次元測定技術を組み合わせ、製品全体の形状分析から重要寸法の検証までをカバーする総合的な測定・問題分析プロセスを構築しました。

これにより、実際の試作品とCADモデルとの差異を迅速に確認できただけでなく、部品変形の根本原因を工程面から特定し、今後の金型修正および製造プロセス最適化に向けた明確な方向性を導き出すことができました。

開発初期の重要課題：試作品は設計モデルどおりに仕上がっているか？

製品開発の初期段階では、通常、試作品と3D CADモデルを比較し、実際の製品が設計要求を満たしているかを確認する必要があります。

今回のEV部品開発プロジェクトでは、お客様から、試作品に対して非接触式3Dスキャンを実施し、CADモデルとのデジタル比較を行うことで、部品全体の寸法状態を迅速に把握することが求められました。

測定結果では、一部の領域に約0.1 mmの寸法偏差が確認されるとともに、部品の局所的な変形も観察されました。

3Dスキャンによって取得した全面表面データと**カラーマップによる偏差表示（Color Deviation Map）**を活用することで、エンジニアは寸法偏差が集中している領域を迅速に特定し、部品全体の変形傾向を視覚的に把握することができます。

特定の寸法のみを測定する従来の方法と比較して、このような全面デジタル分析は、実際の製品状態についてより包括的な情報を提供し、開発初期の段階で問題を発見・対応することを可能にします。

非接触式3Dスキャン：部品全体の状態を迅速に可視化

Porite Taiwanでは、ZEISS ScanCobot非接触式測定システムを導入しています。

このシステムは、協働ロボット、自動回転テーブル、高精度ATOS光学式3Dスキャン技術を統合しており、部品を複数方向からスキャンし、短時間で包括的な三次元表面データを取得することができます。

複雑な曲面や幾何形状を持つEV部品において、3Dスキャンは単なる「個別寸法の測定」から一歩進み、部品全体の幾何学的状態を把握するための有効な手段となります。

1. 完全な三次元データを迅速に取得

複数方向からスキャンすることで、部品全体の詳細な表面データを取得し、高密度な三次元データおよびデジタルモデルを作成できます。

これにより、エンジニアは部品全体の形状や幾何学的状態をより正確に把握することができます。

2. 寸法偏差と変形箇所を迅速に特定

スキャンデータとCADモデルを比較することで、カラーマップによって寸法差や変形箇所を視覚的に表示できます。

これにより、許容差を超えた部分や変形が集中する領域を迅速に特定することが可能です。

問題発見の効率が向上するだけでなく、特定の形状特性や局所的な領域に問題が集中しているかどうかを判断する際にも役立ちます。

3. 問題を早期に発見し、開発リスクを低減

製品開発段階で寸法や変形の問題を早期に発見できれば、金型や試作工程へ大規模な投資を行う前に修正できる可能性が高まります。

そのため、3Dスキャンは単なる測定ツールではなく、開発初期における重要な分析ツールでもあります。

問題の特定に要する時間を短縮するとともに、繰り返しの金型修正や試作に伴う時間とコストの削減にも貢献します。

「迅速な発見」から「高精度な検証」へ

CMM測定が果たす重要な役割

3Dスキャンは、部品全体の状態や偏差分布を迅速に把握するうえで非常に有効ですが、問題箇所を特定した後は、重要寸法や幾何公差についてさらに高精度な検証が必要となります。

そのため、3Dスキャンによる分析後、エンジニアリングチームは**ZEISS ACCURA 三次元測定機（CMM）**を使用し、重要形状に対する精密測定と寸法検証を実施します。

CMM測定によって、以下の項目を詳細に確認することができます。

• 重要寸法の実際の偏差
• 幾何公差が設計要求を満たしているか
• 平面度および輪郭度
• 実際の部品とCADモデルとの寸法差

2つの測定技術は、それぞれ異なる役割を担っています。

3Dスキャンは「全体像を迅速に把握する」ための技術であり、CMMは「重要箇所を高精度に検証する」ための技術です。

両者を組み合わせることで、全体的な偏差分析、問題箇所の特定、重要寸法の確認までを一連のプロセスとして構築でき、製品開発および工程改善をより効率的に進めることができます。

寸法異常から工程の根本原因へ

測定データはどのように問題解決に役立つのか？

測定の価値は、単に「製品が合格しているか」を判定することだけではありません。

より重要なのは、測定データを活用して、

「なぜ問題が発生したのか？」

を明らかにすることです。

今回の事例では、測定分析によって部品に平面度異常と変形が確認されました。

さらに調査を進めた結果、問題の原因は金型そのものではなく、焼結工程における支持治具の選定が適切でなかったことにより、部品に反り・変形が発生したことが確認されました。

この結果は、寸法異常が必ずしも金型設計の問題を意味するわけではないことを示しています。

局所的な寸法測定や経験だけに基づいて判断した場合、改善活動が金型修正に集中し、実際には製造工程条件が原因である可能性を見落とすことがあります。

3Dスキャンによる全体的な変形情報と、CMMによる重要寸法の精密検証を組み合わせることで、エンジニアリングチームは複数の視点からデータを分析し、原因候補を絞り込み、真の根本原因を特定することができます。

「異常を発見する」段階から「根本原因を特定する」段階へ。測定データは、製品開発を経験依存型からデータドリブン型のエンジニアリングへと進化させます。

測定技術は品質検査だけではなく、製品開発力そのもの

EV部品の開発において、開発リードタイム、寸法精度、量産安定性は密接に関係しています。

開発初期に問題を発見できなかった場合、金型完成後や試作・量産段階になってから寸法異常や変形が判明し、追加の金型修正、再試作、工程調整などのコストが発生する可能性があります。

そのため、先進的な測定技術の役割は、従来の「品質検査」から、製品開発全体を支える技術へと拡大しています。

設計検証 → 試作品分析 → 問題箇所の特定 → 根本原因分析 → 金型修正 → 工程最適化

Porite Taiwanでは、非接触式3Dスキャンと高精度CMM測定を統合的に活用することで、製品開発から量産立ち上げまでのエンジニアリング分析力を継続的に強化しています。

この統合的なアプローチにより、お客様が実際の製品状態をより迅速かつ正確に把握できるよう支援するとともに、開発期間の短縮、製品品質の向上、量産段階における品質リスクの低減に貢献します。

EV部品開発において、本当に価値のある測定とは、単に一連の寸法データを取得することではありません。

データを通じて問題を発見し、問題を理解し、正しい改善方向を導き出すことです。

測定データが製品開発における意思決定の基盤となることで、製品開発はより高精度、高効率、そして高い信頼性を実現することができます。