CNC モデルのテストは、実際の製品が展開される場所に応じて、プロトタイプが構築されると開始されます。ある領域で機能するものは別の領域では機能しないため、領域に応じてテスト方法も変わります。
ラピッド プロトタイピング ツールは、産業用プロトタイピングを実現するためのコア キャリアです。その選択は、プロトタイプの製造の精度、納期、コストを直接決定するため、プロジェクトの要件に正確に一致させる必要があります。
<本体>
| 処理方法 |
最適なアプリケーション シナリオ |
精度 |
納期 |
マテリアルの範囲 |
| FDM 3D プリント |
概念モデル、迅速な反復 |
±0.1mm |
1～2 日 |
PLA、ABS、PETG |
| SLA 3D プリント |
細かい外観、小さな部品 |
±0.025mm |
1～2 日 |
感光性樹脂 |
| SLS 3D プリント |
機能テスト、複雑な構造 |
±0.05mm |
2～3 日 |
ナイロン、TPU |
| CNC 機械加工 |
機能プロトタイプ、金属部品 |
±0.01mm |
3～5 日 |
アルミニウム、鉄鋼、銅、エンジニアリング プラスチック |
| 真空成形 |
小ロット (20～30 個) |
±0.1mm |
7～10 日 |
PU 樹脂 (ABS/PP 様) |
| 板金成形 |
金属シェル、フレーム構造 |
±0.05mm |
3～7 日 |
冷間圧延鋼板、アルミニウム板、ステンレス鋼板 |
意思決定マトリックス: 数量、材料、精度、コスト、速度に基づく選択
ラピッド プロトタイピング ツールの選択は、基本原則に従います。金属部品の CNC 加工、複雑な内部部品の 3D プリント、10 ～ 50 個の少量部品の真空成形、迅速な納品のための 3D プリントです。
サプライヤーとの提携: 技術的能力と機密保持の確保
プロトタイピングのサプライヤーを選択するときは、次の点を考慮する必要があります: マルチプロセスの柔軟な製造能力、NDA 機密保持契約、DFM フィードバック能力、および同様の製品の成功。
<ブロック引用>
プロトタイプ作成プロセスが初めてで、選択に苦労していませんか?業界プロセスの選択ケーススタディをすぐに検討して、適切なラピッド プロトタイピング ツールをすぐに特定します。
ラピッド プロトタイピング積層造形は普遍的なソリューションですか?
ラピッド プロトタイピング積層造形は、工業用プロトタイピングにおいて最も急速に成長しているテクノロジーです。これは、幾何学的な自由度が高く、反復処理が迅速であるため、企業にとって好ましい選択肢です。 ただし、これは万能薬ではありませんので、プロジェクトの要件に基づいて選択する必要があります。
コア テクノロジーの詳細な分析: SLA、SLS、FDM、MJF、金属 3D プリンティング
さまざまな 3D プリント テクノロジーには、それぞれ独自の長所と短所があります。適切な 3D プリント技術は、 工業用プロトタイピングに必要な必要な精度、必要なコスト、 構造特性に基づいて選択する必要があります。
利点と制限: 複雑な形状の処理と表面処理および異方性の比較
3D プリントの主な利点は、幾何学的柔軟性、迅速な設計反復、材料効率にあります。これは他の製造技術では実現するのが難しい複雑な形状の作成に役立ちます。
ただし、この技術の使用には、不十分な表面粗さ、異方性の機械的特性、大型部品の加工効率の低さなど、いくつかの欠点が存在します。
3D プリントをいつ使用するのか、また CNC またはその他の技術をいつ使用するのか?
3D プリントは、他の技術と組み合わせて使用できます。単一の手法または手法のハイブリッドの場合、手法の選択は、プロトタイプの材質、プロトタイプの公差、バッチ サイズと反復回数によって異なります。
図 3: スパイラル モデルを構築するために溶融した白いフィラメントを押し出す FDM 3D プリンターの拡大図。レイヤーごとの積層造形を示しています。
製造と試作の間の相乗効果と移行を管理するにはどうすればよいですか?
製造とプロトタイピングの間のコラボレーションにおける効率のレベルは、工業用プロトタイピングから量産への移行中に経験されるスムーズなレベルの重要な決定要因です。
プロトタイプ プロセスを使用した量産ツール開発のガイド
工業用プロトタイピング段階で収集された収縮率、パーティング ライン、ゲート設計などのプロセス データは、量産ツーリング段階で不可欠です。
プロトタイプから量産までの設計ドキュメントとプロセス パラメータのシームレスな統合を保証する
工業用プロトタイピング段階でのデータの効果的な管理は、プロトタイプ段階と量産段階をシームレスに統合するために不可欠です。
まず仮想プロトタイピング: 物理的な反復を削減する
仮想プロトタイピングは、物理的な製造段階を開始する前の設計段階で問題の 80% 以上を特定できるテクノロジーです。
また、プロトタイプの数を 26% 削減し、製品開発期間を 27% 削減することもできます。 JS Precision は、最初の試行で設計を成功させるためにプロトタイプ エンジニアリング アプローチを使用します。
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JS Precision のケース スタディ: 複雑なセンサー エンクロージャの 7 日間の迅速なプロトタイプ納品
チャレンジ
ヨーロッパの産業オートメーションのクライアントは、新しい LiDAR センサー製品用の高精度ハウジングのプロトタイプを作成する必要がありました。
仕様は次のとおりです。ハウジングには 6061 アルミニウム合金、取り付けポストには PEEK 材料、取り付け穴位置の公差: ±0.02 mm、展示会の準備のために納期は 10 日、その後の小ロット生産では年間 200 個です。
解決策
クライアントの仕様に従って、JS Precision の工業用プロトタイピングの専門家が、クライアント向けにカスタムの工業用プロトタイピング ソリューションを作成しました。このソリューションの鍵は、 従来のプロトタイピングとラピッド プロトタイピングの利点を活用した ハイブリッド アプローチ でした。
このソリューションで実行した手順は次のとおりです:
1.プロセスの内訳と最適化:ハウジング部分には、精度と金属的な外観を保証するために CNC 加工が利用されました。複雑な取り付けポストには、SLS 3D プリントを利用してナイロン製のプロトタイプを迅速に作成しました。
2. DFM 共同設計: クライアントの CAD ファイルを受け取ってから 2 時間以内に DFM からのフィードバックが提供され、ねじ穴の位置を最適化し、抜き勾配の角度を高め、将来の製造に備えてスペースを節約するために取り外し可能な PEEK 取り付けポストを設計します。
3.並行製造とアセンブリの検証:CNC プログラムと材料処理 – 1 ～ 2 日目。 SLS を使用したアルミニウム合金ボディの機械加工とナイロン ブラケットの印刷 – 3 ～ 5 日目。表面の陽極酸化 – 6 日目。フルサイズ CMM 検査とお客様による現場での組み立て検証 – 7 日目。
結果
- 7 日間納品: 予定されている展示会登録締め切りの 3 日前に完了します。
- 初めての組み立て成功: 取り付け穴は回路基板と完全に一致し、再加工する必要はありません。
- 大量生産のためのデータ継続性: 小規模バッチ生産用の CNC プログラムは、CNC プロトタイプ用に最適化されたプログラムから直接利用でき、開発時間を 4 週間節約できます。
- 顧客のリピート購入: 顧客は展示会の直後に、年間 200 個の小ロット生産契約を締結しました。
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よくある質問
1.工業用プロトタイピングと 3D プリンティングは同じですか?
いいえ。 3D プリントは工業用プロトタイピングにおけるラピッドプロトタイピングのプロセスで使用されるツールの 1 つです。その他に使用されるツールは、CNC 機械加工、真空鋳造、板金成形などです。これらのツールは要件に応じて異なります。
2.機能テストのプロトタイプは常に CNC 加工する必要がありますか?
機能テストのプロトタイプに金属部品が含まれている場合や公差が ±0.05 mm 以下の場合は、CNC 機械加工を行う必要があります。それ以外の場合、3D プリントは工業用プロトタイピングのために行われます。
3.プロトタイプの作成にはどれくらい時間がかかりますか?
ラピッド プロトタイピングのプロセスで使用されるツールによって異なります。 3Dプリントの場合は1～3日程度かかります。 CNC加工の場合は3～7日程度かかります。真空注型の場合は7～10日程度かかります。
4. CNC プロトタイプはどの程度正確に作成できますか?
達成可能な精度は ±0.01 mm です。また、工業用プロトタイピングのプロセスにおいて、温度管理された作業場で 5 軸 CNC 加工が行われた場合、達成される精度は ±0.005 mm です。
5.試作段階で量産材料を使用できますか?
はい。工業用プロトタイプの CNC 加工では、アルミニウム合金やステンレス鋼などの量産材料を直接使用できます。テスト結果には、量産のための直接の参考値が含まれています。
6. 少量のプロトタイプ (20 ～ 50 個) を製造する場合、どの方法が最も費用対効果が高いですか?
真空成形は、小ロットのプロトタイプを製造する場合に最も費用対効果の高い方法です。真空成形のコストは CNC 機械加工よりもはるかに低くなります。真空成形では、ABS/PP などの量産材料の性能をシミュレートできます。
7.プロトタイプのサプライヤーに対して設計の機密性を保証するにはどうすればよいですか?
サプライヤーに NDA 機密保持契約への署名を要求する必要があります。評判が良く、ISO 認証を取得しているサプライヤーを優先する必要があります。評判が良く、ISO 認証を取得しているサプライヤーは優れた情報セキュリティ管理システムを備えている必要があります。
8. JS Precision は DFM フィードバックを提供できますか?
はい。 JS Precision は、工業用プロトタイピングの見積段階でプロフェッショナルな製造設計 (DFM) 分析レポートを提供します。
概要
設計と量産を結び付けるのは工業用プロトタイピングです。産業用プロトタイピングによる大量生産では、企業がコストを管理し、市場投入までの時間を最小限に抑え、 リスクを管理することが非常に重要です。これは、市場での製品の成功または失敗に直接影響するためです。
ここに CAD 図面をアップロードすると、無料の DFM 製造可能性レポートと見積もりを受け取ることができます。製品デザインをできるだけ早く現実のものにするために一緒に働きましょう!
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JS Precision チーム
JS Precision は業界をリードする企業で、カスタム製造ソリューションに注力しています。当社は 5,000 を超える顧客と 20 年以上の経験があり、高精度CNC 加工、板金製造、3D プリント、射出成形、金属スタンピング、その他のワンストップ製造サービス
。
当社の工場には、ISO 9001:2015 認証を取得した最先端の 5 軸マシニング センターが 100 台以上備えられています。当社は、世界 150 か国以上のお客様に、迅速、効率的、高品質の製造ソリューションを提供しています。少量生産でも大規模なカスタマイズでも、24時間以内の最速納期でお客様のニーズにお応えします。 JS Precision を選択してください。これは、選択の効率、品質、プロフェッショナリズムを意味します。
詳細については、当社の Web サイトをご覧ください:www.cncprotolabs.com
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