工作機械でトポロジー最適化したらこうなった――DMG森精機：JIMTOF2018

[三島一孝，MONOist]

　DMG森精機は「第29回日本国際工作機械見本市（JIMTOF2018）」（2018年11月1〜6日、東京ビッグサイト）において、金属積層造形技術の価値を訴求するために、トポロジー最適化を駆使して実現した工作機械を参考出典した。

トポロジー最適化とは

　トポロジー最適化とは、構造物の位相を設計変数として最適化する手法で、任意の3D形状に対して荷重などの条件を与えることで、ソフトウェア側が自動で強度を損なわないように形状をそぎ落として最適な材料分布を見つける処理だとされている。人の発想による設計では思いもよらない形状を実現できることが特徴でもある。

　このトポロジー最適化は3Dプリンタなどの積層造形（アディティブマニュファクチャリング）技術との相性がよく、軽量化などで効果を発揮するとみられている。そこで、積層造形技術に力を入れるDMG森精機がJIMTOF2018に出展したのが、トポロジー最適化で実現した工作機械である^※）。

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トポロジー最適化で実現した工作機械。強度は同じで重さは半分にできたという（クリックで拡大）

　参考出展された工作機械は、トポロジー最適化を駆使し同社の積層造形機を用いて、製作されたものとなる。剛性など強度については基となった工作機械と同じだが、重さは半分にすることができたという。

　担当者は「トポロジー最適化と積層造形技術の組み合わせは航空機産業や金型補修の領域に限られるが、工作機械など多くの機械でも価値があるということを示せたと考える。今回の参考出展品は可動部の重さは半分にできた一方で、強度は従来品と変わらない。重さが軽くできることで、動作スピードは上げることができるために、さらなる機能向上への可能性を示した」と自信を見せる。

　ただ一方で、一品モノとしての利用は可能でも、量産品などで適用するにはまだまだハードルは高い。「製作期間については、はっきりとはいえないが、尋常ではないくらい長い時間がかかっている。そこは課題だといえる」（担当者）としている。