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CNC加工機能プロトタイプの注意事項
機能プロトタイプは、製品のサンプル、設計、材料、強度、公差、組み立て、動作メカニズム、製造可能性を評価するために使用されるモデルであり、組み立て、テスト、パイロット、および市場調査プロセスの重要な部分です。 機能プロトタイプは、さまざまな処理方法とエンジニアリング グレードの材料を使用して製造することができ、最終製品の代替品であり、極端な動作条件下での適合性と機能をテストして設計を改善することができます。
1，機能プロトタイプの製造工程
機能プロトタイプはテストとデモンストレーションにのみ使用されるため、必要な数量は比較的少量です。 ほとんどのプロトタイプは、100 個以下の数量で製造されます。 プロトタイピング会社は通常、大量生産工場ではなく、XNUMX 万個の部品を注文することを期待していません。 機能プロトタイプ (およびラピッド プロトタイピング) を作成する企業が好む製造プロセス – CNC加工、3D プリント、真空鋳造、ラピッド ツーリング、さまざまな表面仕上げ手順など。検証設計と市場調査のニーズを満たすために、短いリード タイムでプロトタイプの小さなバッチを作成することに重点を置いています。
CNC加工。
CNC 加工技術は、機能に最適です。 プロトタイプ プロトタイプやカスタムパーツを開発するための効率的で費用対効果の高い方法です。 必要な構造的特徴は、CNC フライス加工、CNC 旋盤加工などによって実現されます。この方法は、他のプロトタイピング技術と比較して、優れた強度と優れた表面仕上げを保証します。 数百種類の金属やエンジニアリング プラスチックなど、CNC 加工に使用できる幅広い材料により、機能的なプロトタイプを作成する際の材料の選択肢がさらに広がります。 さらに、CNC 加工により、プロトタイプ部品の公差を最適に制御できます。 また、プロトタイプの構造の作業性と機能をテストするための最良の方法です。 CNC プロトタイピングは、他の方法に比べて時間が限られているため、優れたオプションです。
3D印刷
3D プリントは、機能プロトタイプを作成するプロセスの 3 つです。3D プリント サービスには、Stereolithography (SLA) と Selective Laser Sintering (SLS) の 3 種類があります。 ステレオリソグラフィー (SLA) は、ABS といくつかの透明な素材を使用した、最も一般的に使用される XNUMXD 印刷方法です。 同様に、Stereo Laser Sintering (SLS) も人気があり、高出力の光学レーザーを使用して小さな粉末層を融合します。 XNUMXD プリントされた機能プロトタイプを作成することにより、デザイナーまたはエンジニアは、作業環境でさまざまな熱可塑性材料をテストして、機能プロトタイプが日常の製品使用のさまざまなストレスにどのように反応するかを確認できます。 このプロセスの一般的な素材はナイロンです。
ポリウレタン真空注型
ポリウレタン真空鋳造は、通常、小さなバッチ (10 ～ 25 部) での機能プロトタイプの製造に使用されます。 CNC 機械加工または 3D 印刷によって製造されたプロトタイプ (マスター)、シリコンをキャストして形成された金型、およびさまざまな物理特性を持つポリウレタンにより、プロトタイプは、機械的特性、耐熱性、およびその他の信頼性テストを含むさまざまな条件下で機能テストすることができます。 色、仕上げ、質感、仕上げなど、機能的に一貫したコピーが得られます。 カスタムで複雑な少量生産部品を、従来の金型や射出成形よりも迅速かつ低コストで作成できます。
ラピッドツーリング
ラピッド ツーリングは、最終製品の特性と最終用途部品を備えた数十万の費用対効果の高いプラスチック機能プロトタイプの迅速な生産を可能にし、プロトタイプから大量生産への橋渡しをします。 通常、クイック モールドは 7075 アルミニウムまたは軟鋼でできています。
2.CNC加工機能プロトタイプのプロセス
上記は機能プロトタイプを製造する主な方法であり、その中で CNC 機械加工はプロトタイプを迅速に製造する最も一般的な方法です。 CNC ラピッド プロトタイピングは、その精度、寸法安定性、一貫した品質で人気があります。 ただし、高品質の CNC-RP を完成させるには、プロトタイピングの最高の結果を得るためにプロセスに細心の注意を払う必要があります。
設計コンセプト
設計はラピッド プロトタイピングの前提条件です。ラピッド プロトタイピングでは、設計者またはエンジニアが、プロトタイプ フィーチャのサイズと機能、製造および組立のための設計 (DFMA)、テストのための設計 (DFT) などを含む、製品の複数の可能な設計を作成します。
3D 図面の生成
CNC 加工は、CAD 設計などの 3D 図面に依存しています。 したがって、選択したデザインは 3D 図面に変換されます。 3D ファイルは、最終製品のすべての寸法、機能、美的仕様を定義し、各機能を生成する機械加工プロセスを決定できます。 同時に、製造工程の順序を決定します。 CNC 機械加工のプロトタイプ製作には、CNC 旋削、CNC 切削、CNC フライス加工、CNC 穴あけなどのさまざまな製造プロセスが含まれる場合があります。
CNCプログラミング
CNC 製造プロセスのシーケンスと工具操作命令は、CNC プログラムによって CNC 工作機械に提供されます。 機械工は、送り速度、切削深さ、実行回数、工具移動距離などのパラメータを含む CNC プログラミングの経験と知識を使用して、G コードまたは M コードに挿入し、CNC プログラムを作成します。 GコードとMコードにより、CNC工作機械に生産要件に従って自動化および迅速に製造するように指示するために使用されます。
CNC製造を開始
CNC プログラムの準備ができたら、CNC マシンの CNC パネルでセットアップします。 ワークピースがツールに取り付けられると、機械の動作モードが設定され、ボタンがアクティブになると CNC 製造が開始され、それによって目的の製品機能のプロトタイプが得られます。
テスト
テストは、機能プロトタイピングの最後の最も重要なステップです。 プロトタイピングの最終的な目標は、機能をテストし、バグ、欠陥、耐久性、および全体的なパフォーマンスを確認することです。 プロトタイプがさまざまなテストに合格し、製品の専門家によって承認されると、最終製品が生産に入ります。 機能プロトタイプが元の要件を満たすことができない場合、最適化された設計が選択され、プロトタイプの CNC 機械加工の全プロセスが繰り返されます。 プロトタイプの CNC 加工は、CNC プログラミングと CNC 操作に熟練した機械工を必要とするかなり困難なプロセスであるため、プロのサプライヤから CNC 加工サービスを受けることが最善です。
3。 業界
機能プロトタイプは、CNC 精密機械加工のほぼすべての業界で使用できます。 これらの業界のほとんどでは、プロトタイプまたは少なくとも実際の製品がどのように機能するかを示すバージョンが常に必要です。 CNC で製作された機能プロトタイプは、最も準拠した方法の XNUMX つであり、エンジニアリング プラスチックやさまざまな金属など、さまざまな材料オプションを使用できます。 CNC 機械加工は、多くの場合、強度、機械的安定性、またはアディティブ プロセスでは提供できないその他の特性を必要とする機能プロトタイプに適しています。
医療産業
医療は急速に進化しており、新しいデバイスに対する需要がますます高まっています。 ただし、ほとんどの場合、これらの医療会社は、製品が意図したとおりに機能することを確認するために試作品を確認する必要があります。 生命が関わるため、エラーの余地はなく、プロトタイプは完成品の正確で機能的なレプリカでなければなりません。 CNC 機械加工は、装具、安全ハウジング、インプラント、MRI 装置、人工呼吸器、診断など、医療機器を製造する主流の方法を担っています。
自動車産業
ますます人気が高まる電気自動車など、車両の革新が続く中、生産ラインに追加する前に機能的なプロトタイプを開発する必要があります。 医療業界と同様に、これらのプロトタイプは、大量生産を注文する前に、適切に機能し、繰り返し使用される車に適合するかどうかをテストする必要があります。 CNC 機械加工は、自動車のプロトタイプ部品を正確な仕様に開発する役割を担っています。 船舶、輸送用トラックなど、他の輸送手段の部品を製造することも可能です。
航空宇宙産業
航空宇宙産業は、ミスが許されない産業です。小さなミスが宇宙船の一部の部品の動作不良や一部のコンポーネントの磨耗の増加につながる可能性があるためです。 離陸する前に、機能するプロトタイプ部品を何度もテストして、正しく機能するかどうかを確認する必要があります。 CNC 機械加工は、着陸装置ポート、ブッシング、マニホールド、翼など、航空宇宙産業の多くのコンポーネントの製造を担っています。
軍事および防衛産業
CNC 加工プロトタイピング サービスも、この業界で多くの用途があります。 製造されたほとんどの戦闘車両は、適切に機能するためにかなり複雑なセットアップを必要とするため、プロトタイプの必要性は無視できません。 CNC 機械加工の試作品は最適なオプションです。この業界向けに製造された機器の例には、航空機部品、輸送部品、通信部品などがあります。
4. 機能プロトタイプをCNC加工する利点
費用対効果の高いです。 いくつかの機能プロトタイプを作成するだけでよい場合は、CNC 機械加工によるプロトタイプ サービスが価格の点で最良の選択肢です。 他の方法とは異なり、CNC プロトタイピングは、3D ファイルがセットアップされると開始できます。
高精度。 CNCプロトタイピングの利点は、高精度です。 3D プリントとは異なり、CNC は最終用途の部品とプロトタイプを完全に作成できるため、最終製品に近いプロトタイプを作成できます。 これは、プロトタイプを構造および機能テストに使用したい人にとって大きな利点です。
材料の幅広い選択。 CNC 機械加工では、何百ものエンジニアリング プラスチックと金属から選択でき、最終部品と同じ (または類似の) 材料を使用してプロトタイプを作成できます。
CNC プロトタイピングは、比較的迅速な方法と短いリードタイムのため、機能プロトタイプを作成するための最良の方法の XNUMX つです。
5. 信頼できる CNC 機械加工業者を探す。
信頼できる CNC ショップまたは他のプロトタイピング会社を選択するには、いくつかの重要な要素があります。
品質管理： これは、出荷前にプロトタイプをレビューするだけではありません。 品質管理は、プロトタイプが適切な材料を使用して適切な方法で作成されるように、文書化と認証によってバックアップする必要があります。
その２：シャフトスピード（回転数）： 実際、すべての製品設計者には適時性があり、プロトタイプを迅速に提供することは市場シェアを優先するために重要です。 プロトタイピング会社が締め切りに間に合わない場合は、他の場所を探してください。
カスタマーサービス： 優れた顧客サービスとは、電話で丁寧に対応することだけでなく、新しい要求や通常とは異なる要求に対応し、有益なアドバイスを提供し、通常はプロトタイプを成功させるために全力を尽くすことを意味します。
6.機能プロトタイプの注文方法は？
プロトタイピング会社と仕事をしたことがない場合は、おそらく機能プロトタイプの注文方法がわからず、いくつかの質問があるかもしれません: プロトタイプを作成する会社を見つけるにはどうすればよいですか? プロトタイプの費用はいくらですか？ 機能プロトタイプの作成にはどのくらいの時間がかかりますか?
3D ファイル。 多くの場合、STEP、XT、SOLIDWORKS などの一般的な形式であるため、プロトタイピング会社は、構築したいものを即座に確認できます。 (3D ファイルなしでリクエストを送信することはできますが、企業が正確な見積もりを提供することは困難です。) また、次の情報を提供する必要があります。 CAD ファイルだけの要件からも明らかです。
見積依頼。 ほとんどの場合、プロトタイピングは見積依頼 (RFQ) から始まります。 これは、あなた (クライアント) がプロトタイピング会社に送信するリクエストで、機能するプロトタイプを作成したい情報の概要を説明したものです。 今日、ほとんどのプロトタイピング企業は、オンライン フォームを使用して RFQ を受け取ります。
評価。 プロトタイピング会社はリクエストを評価し、材料、製造設備、労働時間などの要因に基づいて CNC プロジェクトのコストを計算します。通常、コストの内訳を送信してから 24 時間以内に送信されます。 次に、見積もりを受け入れて、プロトタイプの構築を開始するように会社に伝えるのはあなた次第です.
製造前のもう XNUMX つの重要なステップは、機密保持契約に署名することです。 （NDA）. これは、プロトタイピング会社があなたのデザインを競合他社に共有したり販売したりすることを防ぐための文書です。 設計と法的事項が確定すると、プロトタイピング会社は合意された方法で部品の製造を開始します。 世界のラピッド プロトタイピング市場は変化していますが、中国はまだプロトタイプ作成の品質と価値のバランスが取れている可能性があります。
