プラスチックプロトタイプを製造する方法と時期

製品開発のほぼすべてのインスタンスで、それがどの業界を対象としているかに関係なく、プロトタイピングは、生産努力が成功するかどうかを最終的に決定する必要な段階です。ラピッドプロトタイピングの台頭により、プラスチックのプロトタイプをすばやく簡単かつ手頃な価格で反復できるようになりました。ただし、プラスチックのプロトタイプを作成できる製造技術にはさまざまなものがあり、どれを使用すればよいかを知ることで、製品開発プロセス全体が最適化されます。

3D印刷、CNC機械加工、射出成形、真空鋳造を使用してプラスチックのプロトタイプを作成する方法を見てみましょう。それぞれに独自の利点がありますが、テクノロジーの内部動作、互換性のある材料、および一般的なアプリケーションを知っていると、プラスチックのプロトタイプに最適なラピッド製造技術を決定するのに役立ちます。

3Dプリントでプラスチックプロトタイプを作成する方法

アディティブマニュファクチャリング（より一般的には3D印刷として知られています）は、実際には、いくつかの異なる製造技術を含む包括的な用語です。プラスチックのプロトタイプを作成するための最も一般的な3つのオプションは、溶融堆積モデリング（FDM）、ステレオリソグラフィー（SLA）です。 および選択的レーザー焼結（SLS） 。

FDM 3D印刷では、押し出しプロセスを使用して、オブジェクトが作成されるまでプラスチック材料を層ごとに堆積します。これは最も広く使用されている3D印刷の形式であり、メーカーコミュニティと消費者によってほぼ独占的に採用されています。工業用グレードのFDM3Dプリンターは、使用する材料に応じて、高解像度と高強度のプラスチックプロトタイプを製造するために使用できます。

機械的な目的をあまり果たさないカラフルなプロトタイプを作成したい場合は、 PLA （ポリ乳酸）は非常に多様で手頃な価格の素材です。木材や金属の複合材と融合させてエキゾチックなフィラメントを想起させることもできます。また、炭素繊維などの機械的に優れた材料と接合して機能性を高めることもできます。

しかし、産業段階では、他のほとんどの3D印刷材料は、PLAよりも多くの機能を提供する傾向があります。たとえば、 ABS はプラスチックのプロトタイプを作成するために使用される古代の材料であり、かなりの量の衝撃、摩耗、または高温を受ける機能的なプロトタイプに最適です。この材料は、自動車および航空宇宙産業で広く使用されており、電子機器、消費財などにも適しています。

ナイロン は、FDM印刷とSLS 3D印刷の両方で使用できる材料であり、丈夫で柔軟性があることが知られています。機能的なプロトタイプだけでなく、ギアや工具にも最適です。ゴムのような柔軟性を備えたプラスチックのプロトタイプが必要な場合、TPEとTPUは利用するのに最適な3D印刷材料です。この材料のゴムのような特性は、保護具、電話ケース、およびさまざまな産業用コンポーネントのプラスチックプロトタイプを作成するときに役立ちます。

その他のFDM資料には、 PETGが含まれます。 、ウォーターボトルの作成に最も一般的に使用される熱可塑性プラスチック。およびポリカーボネート（PC） 、これは、エンジニアリングアプリケーションや過酷な環境に直面するために使用されるプラスチックのプロトタイプを作成するために使用される工業用グレードの材料です。

SLA 3D印刷では、フィラメントを使用する代わりに、プラスチック樹脂材料を使用してプラスチックのプロトタイプを作成します。このプロセスは、樹脂のバットからモデルを固化する高出力レーザーを特徴としています。このプロセスは、さまざまなプロトタイピングの目的で、特に医療、歯科、消費財の分野で広く使用されています。

一方、SLSテクノロジーでは、最も一般的に使用される素材はナイロン（PA11またはPA12）です。 。この技術では、高出力レーザーを使用して粉末を3Dモデルに焼結するため、材料と印刷品質の両方がFDMよりも優れています。 SLS 3D印刷を介して作成されたプラスチックのプロトタイプは、一般に、FDM印刷よりも機能的で、解像度が高く、柔軟性と耐久性があります。

プラスチックのプロトタイプを作成するために3D印刷を使用する必要があるのはいつですか？

さて、プロトタイピングのニーズに3D印刷を使用するのに最適なのは、できるだけ早く作成する必要のある少量のボリュームがある場合です。アディティブマニュファクチャリングは、設計者やエンジニアがプラスチックプロトタイプを迅速に反復し、設計をテストまたは変更できるため、製品開発時間を短縮するのに役立ちます。ただし、プラスチックプロトタイプを大量に作成する必要がある場合、または3D印刷が提供できるものよりも優れた機械的特性が必要な場合は、より好ましいラピッドプロトタイピング技術があります。

CNC機械加工でプラスチックプロトタイプを作成する方法

機能的なプラスチックのプロトタイプを作成するためのもう1つのペースの速い、実行可能なオプションは、CNCフライス盤を使用することです。このテクノロジーは、さまざまなサイズのツールを使用して、材料の固いブロックから3Dモデルを作成します。 3D印刷と比較して、CNC機械加工は、ねじ山とアンダーカットの可能性を高め、公差を厳しくし、サイズ制限を減らし、表面仕上げを増やします。プラスチックのプロトタイプモデルの複雑さと使用する製造サービスによっては、CNCフライス盤で非常に短いターンアラウンドタイムを実現することもできます。プラスチック加工のプロトタイプの詳細をご覧ください。

少量のプラスチックプロトタイプ用の射出成形金型の製造は一般に高額ですが、CNC機械加工では、射出成形金型を製造しなくても、射出成形部品の形状、適合性、機能をテストできます。 3ERPがCNC機械加工サービスを通じて提供するプラスチックには、ABS、PC、PP、POM、PMMA（アクリル）、HDPE、テフロン、PEEKなど、さまざまなものがあります。プラスチックのプロトタイプに最適な材料の種類を見つけるには、専門家チームに詳細をお問い合わせください。

プラスチックのプロトタイプを作成するためにCNC機械加工を使用する必要があるのはいつですか？

CNC機械加工が3D印刷技術よりも優れている点はいくつかありますが、その1つは、熱可塑性材料の機械的品質と利用可能な範囲です。 CNC機械加工された部品は、プラスチック部品の構造的完全性も向上させます。これは、機能的なプロトタイプを作成する際に不可欠です。通常、この製造方法は、射出成形部品と同じ条件下でテストされるプラスチックのプロトタイプを作成するために使用されます。

射出成形でプラスチックプロトタイプを作成する方法

射出成形と高速工具が大量生産に使用されることもありますが、プラスチックのプロトタイプを迅速かつ手頃な価格で製造する方法も提供します。金属ダイを作成した後、プラスチック樹脂は加熱されたバレルに送られ、混合され、金属ダイに力を加えて注入されます。このプラスチックは急速に冷却されて固体部品になり、たとえば3D印刷よりも高品質の表面仕上げと優れた機械的特性を備えたプラスチックプロトタイプを作成します。

射出成形に使用される最も人気のあるプラスチックのいくつかは、3D印刷やCNC機械加工にも利用されています。これらには、ABS、PC、ナイロン、HIPS、PP、およびポリエチレンが含まれます。

3D印刷で説明したように、 ABS 材料は、耐衝撃性、靭性、および耐熱性を必要とするプラスチックのプロトタイプに最適です。射出成形されたPC ひび割れや破損なしに変形することができるため、他のほとんどの熱可塑性プラスチックとは完全に異なり、アイウェアレンズ、医療機器、自動車部品などの製品に最適です。

射出成形では、ナイロン 摩耗や化学薬品などの環境要因に対する安定性と耐性を促進するプラスチックのプロトタイプを作成するために使用されます。反対に、ポリエチレン は、HDPEまたはLDPEの形式で提供され、高レベルの延性、引張強度、耐衝撃性および吸湿性など、さまざまな異なる機械的特性を提供します。

3ERPが射出成形用に提供するプラスチック材料の詳細については、専門家チームにお問い合わせください！

プラスチックのプロトタイプを作成するために射出成形を使用する必要があるのはいつですか？

射出成形は、今でも本格的な生産とプロトタイピングで最も人気のある方法であり、家電製品、家電製品、医療機器、自動車、航空宇宙など、多くの業界で広く使用されています。

真空鋳造でプラスチックプロトタイプを作成する方法

真空鋳造は、プラスチックのプロトタイプを製造するために利用できるもう1つの製造ツールです。この独特の技術は、CADデザインをマスターモデルに作成することから始まる3段階のプロセスで実行されます。これは、3D印刷またはCNC機械加工で実行できます。マスターモールドが完成すると、シリコーンベースの鋳造モールドが開発され、モールドのキャビティに鋳造樹脂が充填されます。材料に関しては、真空鋳造は不透明から透明までの範囲の材料の配列、および多くの色と互換性があります。

各金型で約25個の試作品を製作でき、納期は平均2週間です。全体として、これは設計をプラスチックプロトタイプに実現するための迅速な方法であり、開発プロセスを大量生産に近づけます。

プラスチックのプロトタイプを作成するために、いつ真空鋳造を使用する必要がありますか？

プラスチックの試作品の生産では、真空鋳造は一般的に小規模な生産で使用され、特にケーシングやハウジングなどのオブジェクトに使用されます。この手法は、機械的な目的をあまり果たさないビジュアルモデルやプロトタイプにも利用されます。 3ERPでは、真空鋳造用の幅広いプラスチック材料を提供しています。

結論

全体として、適切な製造技術と材料を見つけることは、プラスチックのプロトタイプを成功させるために非常に重要です。 3ERPの私たちのチームは、お客様が適切なプロセスを見つけるお手伝いをさせていただきます。当社の迅速な製造サービスの詳細については、今すぐお問い合わせください。