Primal Design.Labo 

【DfAMで変わる！3Dプリンター設計の新常識】

3Dプリンタを本当に活かすなら、設計から変えるべき。

DfAM（Design for Additive Manufacturing）とは、

積層造形に最適化した“次世代の設計手法”です。

強度、軽量化、自由形状──

従来製法では不可能だった革新を現実にします。

この記事では、設計最適化、形状統合、格子構造など

DfAMの活用事例とその効果を詳しく解説します。

「加工のための設計」から、「性能を引き出す設計」へ。

製造業の未来を変える設計思考が、ここから始まります。

【DfAMとは何か──製造の“最適化設計”革命】

3Dプリンティングを前提とした設計手法。

それが「DfAM（ディーファム）」です。

Design for Additive Manufacturingの略であり、

従来の製造制約から解き放たれた自由設計。

単なる形状の再現ではなく、性能最大化が本質。

3Dプリンターの特性を活かすには、

材料、構造、機能すべてを“再設計”する必要がある。

DfAMはその中心に位置する考え方です。

【従来の設計と何が違うのか】

削り出しや金型成形などでは、

工具の干渉や離型性といった制約が大きい。

しかし、積層造形では形状の制約が劇的に緩和される。

これにより、従来の分割設計や単純構造ではなく、

構造統合、最適軽量化、内部空洞化が可能になる。

つまり、“機能から逆算する設計”が実現するのです。

【設計最適化｜性能を最大化する再構築】

設計最適化とは、強度・剛性・冷却性など

必要な機能を最小限の材料で満たす手法。

トポロジー最適化やジェネレーティブデザインが代表例。

ソフトウェアは条件から最適形状を自動生成し、

強度シミュレーションと連携することで精度が向上。

人間の直感では到達し得ない形状が現れる。

【形状統合｜組立レスを実現する一体化設計】

分割部品を3Dプリントで一体化すれば、

締結部や工具アクセスが不要になる。

これにより、部品数削減・作業時間短縮が可能に。

配線・流路・可動部を含む複合一体設計が可能で、

例えばドローン部品や医療器具での活用が進んでいる。

“設計＝組立工程”という常識を覆す概念です。

【軽量化設計｜空洞を活かす強度設計】

積層構造の特性を活かせば、

内部にリブや空洞を設けた中空構造が容易に可能。

金属3Dプリントでは特に軽量化効果が大きく、

航空宇宙、自動車、医療機器分野で採用が進む。

外形強度を保ちつつ、肉厚を最小化。

そのバランスをとるのが軽量化設計の核心です。

【格子構造設計｜強さと柔軟性の両立】

内部に格子状のラティス構造を採用することで、

強度・軽量性・エネルギー吸収を両立可能。

細密構造は手加工では不可能だが、

3Dプリンターなら容易に造形できる。

ISO規格も整備されつつあり、

設計ルールや解析支援ツールも日々進化中です。

【生体模倣設計｜自然界から学ぶ構造最適化】

骨や貝殻、樹木構造など自然界の形状は、

数百万年かけて最適化された構造。

これを3D設計に取り入れるのが

バイオミミクリー（生体模倣）です。

枝状構造、表面微細構造、螺旋配列などが採用され、

医療・スポーツ・ロボティクス分野に応用されています。

【素材互換性設計｜材料の特性に最適化】

同じ形状でも、材料特性によって

造形精度・冷却収縮・表面状態は変化します。

つまり、材料が変われば設計も見直す必要がある。

PLA、ABS、PA12、TPU、SUS316L、Ti64──

素材に合わせた設計は“精度”と“再現性”の要。

造形パラメータと併せて最適化することが重要です。

【後処理考慮設計｜仕上げ工程も設計に含める】

3Dプリントは「完成品」で終わりません。

サポート除去、バリ取り、焼結、研磨、塗装……

後処理を見越した設計が不可欠です。

例えば、研磨可能な面配置や

切削しやすい角度を事前に組み込むことで、

後工程の効率と品質が向上します。

【医療／生体適合設計｜“人の体に合う”とは】

医療・義肢・装具設計では、

“人体との適合性”が最重要。

解剖学データ・CTスキャン・スキャン情報を活用し、

個別最適化された設計が可能になります。

さらに、ラティスで通気性を、

バイオ互換素材で異物感の軽減を実現。

まさにDfAMの“本質的価値”が発揮される分野です。

【DfAMの共創提案｜設計と製造の境界を超える】

設計者、製造者、ユーザーが連携し、

“共に価値をつくる”ことがDfAMの真髄。

CADソフトとCAE、3Dプリンタ、実物プロトタイプを

素早く回し、最終製品へ昇華させていく。

また、逆に現場の意見を設計に反映する

“インサイト駆動設計”も重要です。

【小話｜ベテラン職人が驚いた“骨のような部品”】

ある現場で、老舗の金属加工職人がこう言った。

「これは……どうやって削ったんだ？」

彼の前に置かれたのは、トポロジー最適化された

ラティス入りのチタン部品。

手加工では不可能な造形、構造統合された一体形状。

その部品は、若手設計者が

ジェネレーティブデザインで作った試作品だった。

CADデータから直接造形されたそれは、

骨のように必要最小限の材料で、全体を支えていた。

試作を手に取り、職人は言った。

「削らないからこそできる形だな。面白い。」

その言葉を聞いて設計者は気づいた。

これまでの“加工でできる設計”の枠から、

ようやく一歩、外に出たのだと。

“加工”と“造形”は異なる哲学。

DfAMはその違いを超えて、新たな製造を導く鍵となる。

【Primal Design.Laboが描くDfAMの未来】

私たちPrimal Design.Labo合同会社では、

DfAMを中核とした設計・試作・量産まで一貫支援。

3Dプリンタ30台以上、真空注型、縦型成形機、

CAD/CAE/トポロジー最適化支援も内製で対応。

「形状を考える」から「性能を設計する」へ。

その第一歩を共に踏み出すパートナーとして、

貴社の新製品開発に貢献いたします。

自由な形状と、新たな価値をつくる設計。

DfAMの活用は、今この瞬間から始められます。

【Primal Design.Labo合同会社ができること】

• 支援サービスの全体設計、企画、運用


• プロダクトデザイン、装置開発も対応可能


• 外注開発・OEM・ODMのご相談にも対応


• 仕様・設計から一式開発の支援も可能


• 試作のみ、またはAI統合の高度装置なども対応


• 用途・予算・設置環境に応じた柔軟なご提案が可能

■【ご連絡・ご相談について】

ご関心のある方は、ぜひお問い合わせください。

事業の詳細・構想段階の仕様については、

守秘義務契約のもと個別にご説明可能です。