はじめに：組立の引っ掛かりはなぜ「あと0.1mm」の箇所で起きるのか
藍図三維が対応する量産納品では、組立関連の手戻りの約3割がプリント欠陥ではなく、公差設計の問題に起因しています。個別検査ではどちらも「合格」の部品でも、組み合わせると固着したり、逆にガタついたりすることがあります。その根本原因は、多くの場合、収縮補正の不足と寸法チェーン（dimensional chain）が管理されていないことです。本稿では、材料の収縮メカニズムから出発し、実務にそのまま適用できる補正係数、チェーン累積計算法、検査方法を示し、3Dプリント部品を「単品合格」から「組立合格」へ移行させる方法を解説します。
一、収縮はどこから生じるのか：材料とプロセスの二重の異方性
ポリマー（SLA/SLS）は冷却や相変化によって約0.3%〜0.6%収縮し、SLSにおけるPA12の代表的な線収縮率は0.4%〜0.5%です。金属SLMでは、溶融池の凝固と熱応力により収縮がさらに顕著になり、316Lでは全体で1.5%〜2.5%、Ti6Al4Vでは約1.8%〜2.2%となります。さらに、走査方向と造形方向の間には0.3%〜0.6%の異方性差が存在します。そのため、「一律に1%拡大する」といった粗い補正では、X/Y方向は適切でもZ方向が厚くなり、内径穴が小さく、軸径が大きくなるといった問題を招きます。
二、寸法チェーンと公差の累積：単品合格でもなぜ干渉するのか
組立すきまは、複数部品の寸法が積み重なって決まります。各構成要素の公差を±0.1mm、要素数を5とした場合、「極値法」で累積すると総公差は±0.5mmにもなります。一方、「二乗和平方根法（RSS）」を用いると、√(5×0.1²)=±0.224mmとなり、干渉確率を大きく低減できます。設計段階では、まず組立の機能すきま要求（例：しまりばめ0.02〜0.05mm、またはすきま0.05〜0.15mm）を明記し、それを各寸法要素へ逆算して配分する必要があります。完成後に部品ごとに修正する方法では、安定した量産品質は得られません。
三、収縮補正の三つの実務的アプローチ
第一に、モデル全体のスケーリングです。PA12では1.004〜1.005、316Lでは1.018〜1.022の均一スケールを設定し、厳密な幾何公差を必要としない筐体に適しています。第二に、重要形状に対する方向別補正です。内径穴は収縮率を逆算して拡大し（316LのØ10穴であればØ10.20まで補正）、外径軸は逆方向に小さく補正します。第三に、造形方向の最適化です。高い公差が求められる面は、収縮異方性が最も小さい走査平面内に配置し、Z方向の厚みには後加工用として0.1〜0.2mmの余肉を確保します。藍図三維のDFMレビューでは、見積前に補正提案カードを提示します。
四、はめあい設計と組立検証のクローズドループ
スナップフィット、ヒンジ、ベアリング座などの運動対偶には、すきまばめを優先し、0.05〜0.15mmの設計すきまを確保するべきです。タッピング用ねじ穴は、インサート仕様に合わせて逆算拡径します。納品前には三次元測定機（CMM）で重要寸法を抜き取り検査し、±2μmの精度で確認します。Ø10以上の穴については、真円度と円筒度も記録します。小ロットの初品（FAI）では、全寸法検査レポートが必須です。実測分布が目標から外れた場合は、補正係数へフィードバックし、「測定—修正—再検証」のクローズドループを形成します。人手によるヤスリ修正に依存してはなりません。
五、よくある誤解とチェックリスト
誤解の一つ目は、プリント精度±0.1mmをそのまま組立公差とみなすことです。実際には、収縮と後処理の影響も加算する必要があります。二つ目は、単品だけを管理し、寸法チェーンを考慮しないことです。5要素が重なると誤差は大きく増幅します。三つ目は、研磨で干渉を「救う」ことです。これは幾何公差を損ない、再現性もありません。量産開始前には、①機能すきまが数値化されているか、②補正係数が材料別・方向別に分けられているか、③寸法チェーン配分が明記されているか、④初品が全寸法検査されているか、⑤修理・手直し結果がデータへフィードバックされているかを確認してください。
まとめ
3Dプリントの組立信頼性は、後工程の修配ではなく、前工程の公差設計と寸法チェーン管理によって決まります。材料と異方性に応じて収縮を個別に補正し、RSS法で組立公差を配分し、CMMによる初品検査でクローズドループ検証を行うことが重要です。「あと0.1mm」のリスクを設計段階で定量化してこそ、量産納品を真に安定させることができます。