ラピッドプロトタイピングとは何ですか？
CNCの機械工やエンジニアがスケールモデルを物理的で具体的な製品に変換できるラピッドプロトタイピングがなければ、マイクロソフトは最新のゲーム機を披露することにそれほど興奮していないか、迅速ではないかもしれません。 All3DPによると、「これまでで最も強力なゲーム機として請求されており、リビングルームでネイティブ4Kゲームを提供するように設定されています。」
間違いなく、ラピッドプロトタイピングの驚くべき革新がなければ、成功への道のりはもっと長かったかもしれません。
マイクロソフトのようなブランドや他の無数の小規模メーカーにとって、ラピッドプロトタイピングが非常に重要なのはなぜですか？ラピッドプロトタイピングは、機械工やエンジニアにとってどのような意味がありますか？
トム・チーに聞くと、ラピッドプロトタイピングは明るい未来のための迅速な解決策を提供するので、空は本当に限界です。ラピッドプロトタイピングへの影響は、時間とお金の両方を大幅に節約するという点で、マイクロソフトのような大企業と同じように、起業家にとってもゲームを変える可能性があります（わかりますか？）。
では、ラピッドプロトタイピングとは何ですか？なぜそれを機械加工とエンジニアリングにますます統合するような推進力があるのですか？
このプロセスを理解することは、私たちのデザインをこれまでになく迅速に製品に変える可能性を広げるために重要です。以下をチェックして、ラピッドプロトタイピングがビジネスを変革し、収益を向上させるのにどのように役立つかを想像してください。
ラピッドプロトタイピングとは何ですか？
複雑なプロセスを過度に単純化するリスクがありますが、ラピッドプロトタイピングは「フルスケールモデルの迅速な作成」と定義されています。プロトタイプという言葉は、ラテン語のproto（オリジナル）とtypus（モデル）に由来しています。」
創造とは、抽象的な創造を意味するものではありません。むしろ、ラピッドプロトタイプは、具体的で手に持った物理的な創造物を表しています。
ラピッドプロトタイピングにはさまざまな種類があり、現在の傾向は積層造形と3D印刷に続いています。ただし、サブトラクティブラピッドプロトタイピングは依然として主要な推進力であり、特定のタイプのプロジェクトや製品設計に適していることがよくあります。
加法混色、減法混色、またはその両方の組み合わせを行っているかどうかに関係なく、ラピッドプロトタイピングにより、設計者はモデルに命を吹き込むことができます。 Techopediaで定義されているように、「これは多くの場合、高度なコンピューター支援設計またはその他のアセンブリソフトウェアを使用して行われ、3Dプリンターを使用して物理的に実装されます。」
英国に本拠を置く3DCreationLabのチームは、次のように説明しています。 」
ラピッドプロトタイピングが提供しなければならないすべての製品の可能性を考えると、どこかに欠点があると想定する必要があります。
この革新的なものに落とし穴が1つか2つないのはどうしてですか？
結局、できません。
すべての長所にとって、ラピッドプロトタイピングにはいくつかの短所がありますが、その中でも特に人的資源を排除し、CNC機械工が利用できる仕事の数を減らす可能性があります。
ただし、ラピッドプロトタイピングの将来では、Soren Petersen Design Research Ph.D. Profit from Designの著者 次のことを予測します：
メリットは数多くあり、業界全体の水準を引き上げ続けています。ただし、バランスを取るために、コインの両面を計量します。
ラピッドプロトタイピングの長所について説明しましたが、要約すると、速度とコストに帰着します。 APTモールドは、ラピッドプロトタイピングには固有のカスタマーサービスとクライアント満足度の現実もあると主張しています。
市場で優位に立つ…どの企業がそれを望まないのですか？
もちろん、そのエッジには価格が伴い、その価格はラピッドプロトタイピングの短所を表しています。とにかく、ラピッドプロトタイピングには3つの主な欠点があります。
残念ながら、単一のプロトタイプに焦点を合わせると、トンネルビジョンを取得し、プロジェクト全体を見失う可能性があります。ここでの落とし穴は、製品開発者が、手元のプロトタイプに（文字通り）集中しすぎることで、長期的にはより良い解決策を見逃す可能性があることです。
間違ったクライアントの手に渡ったプロトタイプは、完成品と誤解され、不当または急いでそのように判断される可能性があります。これの裏側は、プロトタイプが最終製品よりも優先される場合に発生します。どちらの場合も、このプロトタイプの背後にあるエンジニアや機械工には役立ちません。
ただし、ラピッドプロトタイピングでは、使用できるオプションの数が制限されるため、より単純なプロジェクト用に予約するのが最適な場合があります。
ただし、次の5つのブランドが示すように、これらの潜在的な落とし穴にもかかわらず、ラピッドプロトタイピングは非常に有利な目的を達成するための効果的な手段です。
ラピッドプロトタイピングを行っているのはこれらの5社だけではありませんが、それぞれがブランドの製品と収益に対してこのプロセスで何ができるかを示しています。
確かに一般的な名前ではありませんが、Brightwakeは、血液を節約することで命を救う研究および設計会社です。または、より正確には、失われるはずの血液をリサイクルします。
Hemosepは、手術中に失われた血液をリサイクルできる同社の特徴的なマシンです。ブライトウェイクは、ヘモセップを作成するために、ラピッドプロトタイピングプロセスとして3D印刷に依存していました。伝えられるところによると、そうすることで生産プロセスが96％削減されました。経済的な節約も同様にかなりのものであると考えるのは安全です。
音楽愛好家は、Fenderブランドを、アマチュアミュージシャンとジミヘンドリックスのようなロックの伝説の両方に好まれる楽器メーカーとして即座に認識します。
すでにスピーディーなラピッドプロトタイピングプロセスをスピードアップするために、フェンダーはStratasys産業用3Dプリンターを購入し、アンプのノブに至るまで、独自のプロトタイプを作成しています。これらのプロトタイプを作成するためのリードタイムは、約2週間から一晩に短縮されました。リードタイムが短いほど利益率が高いと考えるのが安全です。
フォードのような有名な自動車メーカーでさえ、予算編成に関しては注意しなければなりません。ラピッドプロトタイピングは「フォードタフ」を採用し、プラスチックと金属の両方のプロトタイプで会社に数百万ドルを節約することで、ブランドをさらにタフにしました。
3D印刷は、プロセスが数時間でプロトタイプを作成するため、リアルタイムの節約にもなり、フォードのエンジニアは実際の生産が有利であるかどうかを判断できます。
これらは、製品設計にラピッドプロトタイピングを使用しているほんの数社です。その他には、BMW、ランボルギーニ、バレロ、フォルクスワーゲンなどの主要ブランドが含まれます。
高速CNCプロトタイピングは、航空宇宙、防衛、セキュリティのイニシアチブを追求する高度なテクノロジーに取り組んでいる世界的な企業の巨人、ロッキードマーティンの製品開発に不可欠です。以前は構築できなかった部品をレイヤーごとに製造するための工場フロア。」
迅速なCNC機械加工を活用することで、日本のセイコーエプソン株式会社は、より軽く、より快適な拡張現実（AR）Moverioスマートグラスに対する消費者の需要を満たすことができました。
「前任者と一緒に、重量やサイズについてユーザーからの要望が多かったので、快適性の向上とスマートグラスのコンパクト化と軽量化を目標に開発しました」と、高速CNCプロトタイピングが登場したとのことです。エプソンビジュアルプロダクツオペレーション部門HMD経営管理部シニアスタッフ鎌倉和也
これらのブランドは、高度な製造によって提供される可能性を例示していますが、ラピッドプロトタイピングに関しては、サブトラクティブとアディティブのどちらが優れていますか？
ここダトロンでは、効果的な機械加工プロセスに依存しているため、サブトラクティブラピッドプロトタイピングを祝います。他のラピッドプロトタイピングオプションとは異なり、サブトラクティブラピッドプロトタイピングは、より高い構造的完全性を特徴とする最終用途の材料プロトタイプをもたらします。
サブトラクティブラピッドプロトタイピングミリングプロセスは、大きな材料から小さな材料を取り除き、固体または無傷の材料を残します。一方、相加的ラピッドプロトタイピングは、材料の層を作成し、最終的には構造的に健全ではありません。
なぜこれが重要なのですか？
さらに、ミリングは、添加剤のラピッドプロトタイピングに関連する「段階的仕上げ」と比較して、より広い範囲の表面仕上げを提供します。高速CNC（Computer Numerical Control）フライス盤を使用すると、最終用途の材料に理想的であることが証明された再現性のあるプロトタイプが得られます。
「サブトラクティブ製造の主な利点の1つは、非常に薄いプラスチック片をリビングヒンジに機械加工できることです。この種のプロセスは、3Dプリンターではまだ不可能です」と、CreativeMechanismsは述べています。 「高度なCNCマシンは複数のツールを利用し、設計者がブロックを反転する必要性を最小限に抑えるために、少なくとも3つ（x、y、z）の軸をカットします。」
最終的には、「小規模および大量の生産工程で使用される部品、特定の仕上げを取得するため、または特定の機械的特性を取得するために適切な選択です。」
もちろん、適切な機器がなければ、サブトラクティブラピッドプロトタイピングプロジェクトをサポートすることはできませんでした。
高速CNCマシンは、3Dプリンターが不足し、特定のプロトタイプに使用される材料が原因で通常不足する場合に、エンジニアにとって理想的な代替手段です。現在、エンジニアはアルミニウムのような金属を3Dプリントすることはできません。
高速CNC機械加工のその他の利点には、需要の増加に基づいて最大直径0.50インチの切削工具を使用して、電子エンクロージャの機械加工などの小さな部品を製造できることが含まれます。これらの機械には現在60,000RPMのスピンドルが装備されており、重要なコンポーネントを損なうことなく、より高い送りと迅速な切断に対応しています。最適化された工具と組み合わせることで、これらの機械は切りくず排出を強化し、熱を減らし、よりクリーンな切削を実現します。
運用上、おそらく高速CNCマシンの最良の部分は、携帯電話を使用できる人なら誰でもマシンを操作できるユーザーフレンドリーなタッチスクリーンです。
歴史的に、CNCマシンは既存のツールに後付けする必要がありました。しかし、技術が進化するにつれて、新しいマシンはCNC専用に設計されました。改造された機械の例には、旋盤やフライス盤が含まれます。どちらの場合も、マシンの組み込みメカニズムは、高精度のコンポーネントとアクチュエータ用の新しいマウントに置き換えられています。
新しいCNCマシンには、3Dプリンター、CNCレーザーカッター、CNCプラズマカッター、フライス盤、ピックアンドプレースマシン、およびルーターが含まれます。
3Dプリンター
レーザーカッターやCNCルーターと同様の設計で、3Dプリンターにはプラスチックの押出機が必要です。この押出機は、熱いプラスチックを小さな穴に押し込み、プロトタイプが作成されるまで材料を重ねます。
CNCレーザーカッター
金属、プラスチック、木材の切断に最適なCNCレーザーカッターは、必要な材料に固有のレーザーを使用します。
CNCプラズマカッター
プラズマカッターは、2次元形状を板金に切断するのに最適なプラズマトーチを備えています。
CNCフライス盤
かつては巨大なサイズでしか利用できなかった現在、CNC専用に構築されたフライス盤は設置面積が小さく、自動送り機構、組み込みの工具交換装置、電気センサーを組み込んで、安全な切断を注意深く監視できます。
多くの小さなノズルを備えたピックアンドプレースマシンは、電気部品をすばやく動かし、電話やタブレットなどの個人用デバイスに必要な回路基板に配置します。
より大きな仕事のために構築されたルーターは、3軸セットアップを使用してプラスチック、板金、木材などの材料を処理します。これにより、プロファイルの切断と3Dレリーフ加工が容易になります。より複雑な形状の場合は、4、5、または6軸のマシンが最適です。
エンジニアまたはCNC機械工として、ラピッドプロトタイピングは一般的にあなたにとって長期的にどのような意味がありますか？
手始めに、あなたは正しい道を進んでいます。
Robotics Business Reviewによると、現在、「世界のプロトタイプ製造業界は約120億ドルと評価されていますが、2010年から2015年にかけて毎年22.6％以上の急成長を遂げています」と、プロトタイプ製造は「2020年までに200億ドルに達すると予想されています。 。今後15年から20年の予測では、継続的な技術革新が業界とそれに依存する市場を刺激するため、400億ドルまでの成長が予測されています。」
ジョブの予測は優れています。 「さまざまなCNCサービスの需要が非常に高いため、精密機械加工の分野で訓練を受けた人々は、米国で最も必要とされている従業員の上位5位にランクされています。」
言い換えれば、それ以降！
伝統的な死亡率の限界を押し上げ続けている社会に住むことの特典の1つは、革新的なヘルスケアアイテムの需要です。現在、世界中で製造されている補聴器の98％以上が、3D印刷されています。これは、この方法でそれぞれの固有のモデルを製造することにより、時間、コスト、および精度が大幅に節約されるためです。
そして、CNC製造の朗報は、ラピッドプロトタイピングによって継続され、かつては治療不可能と見なされていた病気や病気を軽減するように設計された独創的な個人用医療機器の製造を可能にします。
特にCNC製造を通じて、ラピッドプロトタイピングのメリットを享受している他の業種には、航空およびロボット産業が含まれます。
実際、RoboticsBusinessReviewは次のように主張しています。
高度な製造の進化は、米国陸軍とロッキードマーティンのパートナーがラピッドプロトタイピング手法を開発することを発表するエキサイティングなニュースとともに続いています。
米陸軍は、防衛努力のための革新的な材料の生物生産を統合する能力を検討するために設計された、調整可能な材料のためのナノ構造の自己組織化に資金を提供するために1,000万ドルを費やしました。
ロッキードマーティンのシニアリサーチマネージャーでプロジェクトリーダーのメリッサロードスは、「細胞は、クモの糸や蝶の虹色の羽など、あらゆる種類の素材を効率的に作成します」と説明しました。
高度な製造のために加法混色と減法混色のラピッドプロトタイピングで何ができるかはすでに見てきました。この最新のパートナーシップにより、製品開発の新たなフロンティアがまだ想像されていないことは間違いありません。
では、ラピッドプロトタイピングとは何ですか？私たちの観点からすると、これが最速の方法です。
工業用製造フロアまたはイノベーションラボにラピッドプロトタイピングを追加することに興味がある場合は、今日から会話を始めてください。
CNCマシン