ユニリーバとセリオプラストは、どのように3Dプリントモールドで新しいボトルデザインを開発したか

投稿者： FIT THAI on 2026年7月6日

ユニリーバは世界最大の消費財（FMCG）企業の1つとして、パーソナルケア製品からホームケア製品、栄養食品などに至るまで、日々の生活で使用される新製品を常に開発しています。ダヴ、ドメスト、シフ、クノール、アックス（Lynx）、ベン＆ジェリーズなど、数十のグローバルおよびローカルブランドを所有しているため、現在、皆さんのご家庭にも同社の製品が1つ以上ある可能性が十分にあります。

FMCGは、消費者の絶え間ない需要が激しい競争を促す業界であり、ブランドは製品戦略を常に革新し、適応させる必要があります。イノベーションの重要な分野の1つはパッケージです。ボトルのデザインは、時には中身と同じくらい顧客の認識に影響を与えることがあります。ユニリーバのようなブランドは、多種多様なパッケージタイプと内包される製品について、材料の使いやすさ、美的魅力、安全性、持続可能性を考慮する必要があります。しかし、「シンプルな」プラスチックボトル1本の場合、コンピュータ画面上のデザインから生産ラインでの充填までの道のりは、伝統的に数ヶ月かかりました。

「ユニリーバのような消費財企業は、可能な限り迅速に、あるいは競合他社に先駆けて市場に参入する必要があります。消費者に最高の製品を、最高の価格で、可能な限り最短時間で提供する必要があります。3Dプリントは、このプロセスを加速するのに役立っています」

Stefano Cademartiri氏、CAD & Prototyping Owner、ユニリーバ

ユニリーバのCAD & Prototyping OwnerであるStefano Cademartiri氏と、Serioplast Global ServicesのR&D Design ManagerであるFlavio Migliarelli氏から、彼らがどのように緊密に協力して、低量ストレッチブロー成形（SBM）用3Dプリント金型の実現可能性をテストし、プロトタイピングとパイロットテストを加速させ、リードタイムを6週間短縮し、コストを最大90％削減したかについて学びましょう。

新しいボトルデザインの開発とテストのための従来のワークフロー

食品や飲料容器、化粧品パッケージ、医療用パッケージなどのプラスチック製品は、通常、ブロー成形によって製造されます。これは、薄肉で高品質な部品の大量生産に適した、迅速で確立された製造方法のグループです。ブロー成形は、非常に短い生産サイクルタイム（通常1〜2分）を持ち、大量生産（通常、何百万もの同一部品の生産に使用され、単位あたりのコストが低い）において非常に費用対効果が高いです。

ブロー成形は、加熱されたプラスチックのチューブ（パリソンまたは射出成形されたプリフォーム）を金型内で空気を吹き付けて、所望の形状にするものです。ブロー成形プロセスには、押出ブロー成形（EBM）、射出ブロー成形（IBM）、およびストレッチブロー成形（SBM）の3つのタイプがあります。SBMは、通常、水筒のような高品質のガラスのような透明なPET容器の製造に使用されます。

Serioplastは、FMCG業界向けの硬質プラスチックパッケージの世界的なメーカーであり、ユニリーバのホームケアおよびパーソナルケア製品市場向けパッケージの開発および製造における主要パートナーの1つです。「PET、HDPE、PPで年間40億本のボトルを製造しています」とMigliarelli氏は述べています。

SerioplastのイタリアにあるR&Dセンターに設置されたSeriomac UNIX 4 Cavities SBMマシン。彼らはこの大規模な工業生産設備で3Dプリント金型を使用するための新しいワークフローをユニリーバと共同で開発しました。

Serioplastは通常、プロトタイピングのためにシミュレーションモデルを直接3Dプリントするか、ブロー成形によってそれらのプロトタイプを生産します。伝統的に、3Dプリントされたシミュレーションモデルは、正しい感触や透明性を表現せず、消費者に送るには十分に信頼できません。しかし、SBMを通じて生産品質のサンプルを作成するには、高価な金属金型工具が必要であり、プロセスが複雑で金型製作を外部委託するため、通常のパイロットテスト期間に6〜9週間のリードタイムが追加されます。

「顧客に実際のサンプルを提供できるようになるまで、6〜12週間待たなければなりませんでした。つまり、新しいボトルデザインを試すためだけに何週間も無駄にしていました。時には、もう一度最初からやり直さなければならないこともあり、これは大変でフラストレーションのたまる仕事でした」とMigliarelli氏は述べています。

SBM金型は伝統的にCNC加工によって金属から作られており、専門的な設備、CAMソフトウェア、熟練した労働者が必要です。金属金型工具の製造は通常、サービスプロバイダーに外注されており、4〜8週間のリードタイムと、部品の複雑さと金型あたりの部品数に応じて2,000ドルから100,000ドル以上のコストがかかります。社内で金属金型を加工する場合でも、材料調達のリードタイム、CAMおよび機械のセットアップ、手作業による研磨、機械の空き状況の待ち時間など、いくつかのステップが必要となるため、通常6週間かかります。

その結果、プロトタイピングやパイロットテストのための少量ブロー成形部品は、伝統的に経済的に実行不可能でした。ユニリーバのような企業は、より長い時間枠で計画を立て、異なる材料で外観プロトタイプに基づいて最終的な設計決定を下さなければならず、これにより時代遅れの金型工具とサンクコストにつながることがよくありました。

実用的なボトルブロー成形が70%速く、90%安く

3Dプリントは、低コストで迅速に治具を製造するための強力なソリューションです。必要な設備が非常に少なく、CNCの生産能力と熟練した機械オペレーターの時間を、他の高価値なタスクのために解放します。社内での3Dプリントにより、製造業者と製品設計者は、大量生産に移行する前に、製品開発プロセスにラピッドツーリングを導入して、設計と製造プロセスを検証できます。3Dプリント金型は、射出成形や熱成形などのプロセスですでに使用されており、迅速な反復と改善、製品開発の加速、より良い製品の市場投入を可能にしています。

ステレオリソグラフィー（SLA）3Dプリント技術は、金型製造に優れた選択肢です。その特徴は、滑らかな表面仕上げと高い精度であり、これらが最終部品に再現され、また離型を容易にします。Form 3Lは大型SLA 3Dプリンターであり、オフィスに置けるほどコンパクトでありながら、大型部品や金型を製造できます。



Form 3LでRigid 10K Resinを使用して金型が3Dプリントされます。	洗浄後、サポートが除去され、金型は後硬化されます。

材料の選択は、金型製造において極めて重要です。ユニリーバとSerioplastは、SBMプロセスの内部圧力と温度に耐えながら、高い精度と寸法安定性を維持できる材料を必要としていました。

「Formlabsのエンジニアの助けを借りて、実際の材料でボトルをいくつかテストできる材料を特定しました」とCademartiri氏は述べています。

Rigid 10K Resinは、強度、剛性、耐熱性を兼ね備えているため、SBMにFormlabsが推奨する材料です。高充填ガラス製の工業グレードの材料であり、0.45 MPaで218℃のHDTと10,000 MPaの引張弾性率を有しています。Rigid 10K Resinでプリントされた金型工具は、高い寸法安定性を持ち、高い再現性で数百回のブロー成形サイクルに適しています。

Rigid 10K Resinを使用することで、Serioplastは滑らかな表面仕上げで正確な金型を製造し、0.5mmほどの小さな穴を含む微細なディテールを組み込むことができました。彼らは、必要な重要な寸法を得るために、金型工具を研磨機または手作業で後処理しました。テクスチャのある表面は、金型キャビティのCADに組み込まれました。

「金型では、特にロゴやレモンのディテールなど、非常に高い精度が要求されるボトルについては、ディテールを非常に微調整しました。Formlabsの機械とRigid 10K Resinの組み合わせにより、非常に優れたディテールを得ることができ、それを実際のボトルに転写することができます」とCademartiri氏は述べています。

Rigid 10K Resinで3Dプリントされた金型は手作業で研磨され、その後金属フレームに組み込まれます。

SLA 3Dプリントを使用すれば、金型セットを2日以内に作成できます。3Dプリント金型は、パイロットテスト開始までのリードタイムを6週間から2週間に短縮すると同時に、生産品質に非常に近く、最終的な生産ユニットと同じ材料と機械を使用して成形された現実的な量産前部品を作成できます。さらに、3Dプリント金型は、機械オペレーターが一度に複数のデザインをパイロットテストすることを可能にします。

Rigid 10K Resinで3Dプリントされた金型は手作業で研磨され、その後金属フレームに組み込まれます。

200個生産	機械加工金属金型	3Dプリント金型
設備	社内CNCまたは外部委託	Form 3L Rigid 10K Resin
パイロットテストリードタイム	6-8週間	2週間
金型コスト	2,500-10,000ドル	500-1,000ドル

「3Dプリント金型を使用することで、標準金型と比較して最大70%の時間を節約し、90%のコストを削減できます。以前は、[顧客は]1つのデザインを待つだけで最大12週間かかりました。今では5つのデザインを試すことができます」

Flavio Migliarelli氏、R&Dデザインマネージャー、Serioplast Global Services

従来のやり方でこのような広範なテストを行うことはほとんど不可能でした。規模の経済の恩恵を受けずに各デザインごとに金属金型に投資しなければならず、金型工具のコストを回収することはできませんでした。

顧客テストから生産ラインの微調整まで

主に、3Dプリントされた治具は消費者テスト用のサンプルを製造するために使用されます。これらのサンプルは、感触、美的感覚、機能性の点で最終製品を代表しており、消費者の目には実際の製品として認識されます。

「実際の金型を作成する前に実際のボトルを手に入れることができるため、開発が正しい方向に進んでいるかどうか、あるいは費用のかかる間違いを避けるために何かを変更する必要があるかどうかをすぐに判断できます」

Stefano Cademartiri氏、CAD & Prototyping Owner、ユニリーバ

3Dプリントされた治具を使用して製造されたボトルは、従来の金属金型プロセスで製造された最終製品とほとんど区別できません。左から右へ：Rigid 10K Resinで3Dプリントされた2ピース金型、Rigid 10K Resinで3Dプリントされた金型で製造されたボトル、金属金型で製造されたボトル、および顧客テスト用のラベル付きプロトタイプボトル。

モジュラー金型の二次的な用途は、SBMプロセス、およびブローされるPETプリフォームを検証することです。これには、可能な加工ウィンドウ、延伸比、材料分布を調査することが含まれます。Serioplastは射出成形によって社内でプリフォームを製造していますが、一部のプリフォームは特定のボトル専用に作られているものの、通常はカスタマイズできない標準的なものを使用しています。Serioplastのチームは、この標準プリフォームで利用可能な機能の範囲を理解したいと考えていました。この情報を知ることで、特定のプリフォームが量産に入る前に特定のボトルのブロー成形に適しているかどうかを判断するのに役立ちます。

「標準のパイロット金型と同じ加工ウィンドウを使用しています。これは非常に優れています。なぜなら、最終的な加工ウィンドウをテストして、ボトルで何が起こるかを確認できるからです。最大30バールの圧力について話しており、それはその点において確かに良好で信頼できます。また、プリフォームには100℃の加熱について話しており、3Dプリントされた金型キャビティに磨耗はありません。毎日100〜200本ものボトルを非常に簡単に生産できます。時間をかければ1000本まで生産できます」とMigliarelli氏は述べています。

金型を迅速に製造する第三の用途は、製造ラインの特定の側面を早期にテストすることです。3Dプリント金型で成形されたボトルは、最終生産ユニットに非常に近いので、ラインでの移動、ボトリング機のスターホイールの機能、キャッピング、またはロボットケースパッカーの機能など、充填ラインのいくつかの初期検証を行うために使用できます。製造ラインの早期パイロットテストは、工場がスペア部品を予測し、製造ラインを量産に向けて準備し、市場投入までの時間を加速するのに役立ちます。

より良い製品をより早く市場へ

Cademartiri氏とSerioplastは、この新しいプロセスで約15種類のボトルモデルをテストしました。

FormlabsのSLAプリンターとRigid 10K Resinを使用することで、ユニリーバとSerioplastは、リードタイムを最大70%、金型工具コストを最大90%削減し、わずか2週間で200個のパイロット生産を製造できるようになりました。

「Formlabsでは、単に機械を販売するだけでなく、これらの材料の特性を発見する上で私たちをサポートしてくれる素晴らしいパートナーを見つけました。このパートナーシップのおかげで、3Dプリント金型でこの道を歩み始める可能性を特定することができました」とCademartiri氏は述べています。

この新しいワークフローは、ユニリーバがより良い製品をより早く市場に投入し、パッケージ開発に伴うリスクとコストを大幅に削減するのに役立ちます。

「3Dプリンターがもたらす大きな影響は、夢を実現できる可能性です。画面上のものが、数週間以内に手元に届くのです。実際のボトル、実際のキャップ、実際のラベルを備えた実際の製品です」とCademartiri氏は述べています。

SLAプリンターのブロー成形やその他のエンジニアリングおよび製造アプリケーションでの使用についてご質問がありますか？詳細なワークフローのホワイトペーパーをダウンロードするか、ソリューションエキスパートにお問い合わせください。または、Rigid 10K Resinでプリントされた無料のサンプル部品を請求してください。