金属のプロトタイプを作るための最良の方法は何ですか？
金属のプロトタイプは、航空宇宙から電子機器まで、多くの業界のビジネスにとって重要です。効果的な金属のプロトタイプは、より良い完成品につながる可能性があるためです。
この記事では、金属のプロトタイプの重要性について説明し、プラスチックのプロトタイピングよりも金属のプロトタイピングが有利な状況について説明します。
また、金属プロトタイプを作成するためのさまざまな効果的な方法についても説明します。CNC機械加工、3D印刷（積層造形）、板金成形、鋳造、押し出しです。 3ERPには、複数のプロセスを組み合わせて、金属プロトタイプのニーズに最適なソリューションを提供する機能があります。
金属のプロトタイプとは何ですか？
製造業界では、プロトタイプは部品のモックアップまたはラフドラフトです。プロトタイプは製造が始まるずっと前に構築され、設計者が部品をテストおよび開発できるようにします。
プロトタイピングに使用される製造プロセスに応じて、プロトタイプはさまざまな材料から作成できます。
金属プロトタイプは、CNC機械加工、鋳造、板金成形などの金属製造技術を使用して作成されたプロトタイプです。それらは、アルミニウム、鋼、またはエンジニアリングチームが選択したその他の材料でできています。
金属は、試作段階のプロトタイプ（最終部品を厳密に模倣する高度なプロトタイプ）によく使用されますが、初期段階のプロトタイプにも使用できます。
機能的または美的理由、あるいはその両方の理由から、金属が好ましい場合があります。
プラスチックのプロトタイプではなく金属のプロトタイプを作成するのはなぜですか？
状況によっては、エンジニアが部品のプラスチックプロトタイプを作成し、最終的に金属で製造される場合があります。
これは多くの理由で発生する可能性があります。 1つは、多くのプロトタイプには機能的または機械的な役割がないため、強度、延性、導電性などの特定の特性を備えているかどうかは関係ありません。
また、プロトタイプの材料特性が重要でない場合は、安価ですぐに入手できる材料を使用してプロトタイプを作成することは理にかなっています。多くの場合、プラスチックが最も安価なオプションです。
しかし、一部のプロトタイプはします 特別な機能があります。
機能プロトタイプ、ハイブリッドプロトタイプ、および試作プロトタイプはすべて、特定の材料特性を必要とする可能性のある、ある種の役割を実行する必要があります。多くの場合、金属はこれらの特性の最良のプロバイダーです。
そして、機能しないプロトタイプでさえ、金属の恩恵を受けることができます。コンセプトを示すために使用される見た目のようなプロトタイプは、金属で作られている場合、特に部品が金属で大量生産される場合は、見栄えがよくなります。
したがって、金属のプロトタイピングは、早期の投資と商業的成功の可能性を高める可能性があります。
金属のプロトタイプを作成することには、長期的なコスト面でも重要なメリットがあります。
部品が最終的に金属で大量生産される場合、金属のプロトタイプを金属の完成品に変えるのは比較的簡単です。一方、プラスチックの3D印刷されたプロトタイプは、金属の製造部品に簡単に変換することはできません。
金属プロトタイプの利点：
金属のプロトタイプを作成するための最良の方法は何ですか？
形状、公差、または数量が原因で、一部の金属プロトタイプは、CNC機械加工や3D印刷など、1つの製造プロセスにのみ適している場合があります。
ただし、ほとんどのパーツは、さまざまな方法を使用して作成できます。
この場合、最高の機械的結果を達成し、コストと製造時間を最小限に抑えるという観点から、どの方法が最適であるかを見つける必要があります。金属のプロトタイプを作成するためのいくつかの一般的な手法の簡単な紹介を次に示します。
金属加工のプロトタイプ
CNC機械加工は、金属のプロトタイプを作成するためのかなり手頃な手段です。
CNCマシンは、コンピューターの指示に従って金属切削工具をガイドします。この工具は、金属ブロックから材料の一部を正確に除去します。
プロトタイプ間でデジタルCAD設計を簡単に変更できるため、機械加工は便利なプロトタイピングツールであり、効率的なワークフローが実現します。複製を作成したり、デザインを他の人に配布したりすることも簡単です。
このプロセスは、さまざまな金属とも互換性がありますが、特定のグレードのアルミニウムは、価値と機械加工性の最良の組み合わせを提供する場合があります。
CNC機械加工のプロトタイプは、工具を必要とせず、最小注文数量がないため、かなり手頃な価格です。ただし、プロセスの減算的な性質のために、いくらかの材料の浪費があります。
設計の自由度に関して、4軸および5軸CNCマシンは、詳細な機能を備えた複雑な部品を作成するための並外れた柔軟性を提供します。
長所：
低コスト、設計の自由、材料の選択
短所：
一部の材料の浪費
これは、3ERPによって行われたいくつかの金属加工プロトタイプの例です。これは、CNC機械加工に適した部品の種類について大まかなアイデアを提供するためのものです。
金属3D印刷のプロトタイプ
3D印刷は、金属のプロトタイプを作成するためのもう1つのかなり手頃な方法ですが、金属積層造形機は、プラスチックのみを印刷するFDM3Dプリンターよりもはるかに高価です。
3D印刷された金属のプロトタイプは、選択的レーザー溶融（SLM）や直接金属レーザー焼結（DMLS）などのAMテクノロジーを使用して作成できます。
CNC機械加工と同様に、3D印刷では入力としてデジタルデザインを使用するため、デザインをすばやく変更できます。
しかし、金属3D印刷の最大の利点の1つは、幾何学的な柔軟性です。金属3D印刷されたプロトタイプは、固体ブロックから切り離されるのではなく、層ごとに構築されるため、複雑な内部セクションを含む非常に複雑な機能を持つ可能性があります。
金属の試作品は、他の形式の金属の試作品よりも印象的な表面仕上げがない場合がありますが、優れた表面仕上げ処理によりこの問題を軽減できます。
いくつかの金属はAM粉末の形で入手できますが、オプションは他のプロセスで利用できるものほど多様ではありません。
長所：
低コスト、設計の自由
短所：
部品の強度、材料の選択
アンダーカットと内部チャネルのため、これらは3D印刷よりも優れたオプションがない典型的な部品です。
板金のプロトタイプ
板金製造は、金属板の切断、変形、および組み立てに関係する一連のプロセスです。ブラケット、エンクロージャー、工業用部品などの機能的なアイテムを作るために使用されます。
板金プロジェクトの場合、生産時に使用されるのと同じ板金技術を使用して、機能的な金属のプロトタイプを作成する価値があるかもしれません。
板金成形プロセスには、レーザー切断、パンチング、曲げ、紡糸、溶接が含まれます。
板金のプロトタイプは、丈夫で高品質であることが保証されています。ただし、複数の成形プロセスが必要な場合は、他の方法よりも費用がかかる可能性があります。
たとえば、穴のある直角ブラケットのプロトタイプには、レーザーカッター、ブレーキ、パンチングマシンの3つの別々のマシンが必要な場合がありますが、同様のプロトタイプは、CNCマシンまたは3Dプリンターのみを使用して作成できます。
プロトタイプの複数のコピーが必要な場合は、板金の製造が特に役立つ可能性があります。
長所：
生産品質、製造プロセスの範囲
短所：
必要な時間、限られた設計の自由
金属鋳造のプロトタイプ
鋳造とは、液体金属を型に流し込んで部品を形成するプロセスです。
金属鋳造は、専門の設備を必要とし、金型の作成は面倒で費用のかかるプロセスであるため、通常、プロトタイピングプロセスとは見なされません。したがって、1つまたは2つのプロトタイプ用の金型を作成することは経済的に実現可能ではありません。
ただし、鋳造によって金属のプロトタイプを作成する特別な方法があります。
たとえば、インベストメント鋳造では、3Dプリンターを使用してワックスモデルを作成し、このモデルを使用して、金属のプロトタイプを鋳造するための手頃な金型を作成できます。
圧力ダイカストにより、さまざまな方法で金型のコストを削減できます。 1つの方法は、単純な型を作成し、後に細かい機能を追加することです。 CNCマシンを使用した鋳造。 （この方法は少量でしか機能しません。何千もの部品を後加工すると時間がかかりすぎます。）
鋳物のプロトタイプは比較的高価ですが、工具をブリッジの製造用に保持できるため、長期的には顧客の費用を節約できる可能性があります。
長所：
非常に強力な部品、生産品質
短所：
高価な工具が必要です。専門の機器が必要です
金属押し出しのプロトタイプ
金属押し出しは、通常はプロトタイピングプロセスとは見なされないもう1つの金属加工技術です。
押し出しプロセス中に、材料はダイの成形された開口部に押し込まれ、均一な断面を持つ細長い部品が生成されます。
ほとんどの押出成形会社は大量生産の注文のみを扱っており、1回限りのプロトタイプは時間の価値がありません。
ただし、金属のプロトタイピングに金属の押し出しを使用する価値がある場合があり、3ERPはそのようなサービスを提供する数少ないプロバイダーの1つです。
押し出しはほとんどアルミニウム合金で行われ、金属棒、ブラケット、ジョイントなどの単純な部品に適したプロセスです。
このプロセスは、押し出し金属のプロトタイプが最終部品を厳密に模倣するテストおよび試作段階のプロトタイプに適しています。他の技術を使用して製造される部品にはお勧めしません。
長所：
生産品質
短所：
限られた範囲の材料
3ERPは、ほとんどの製造プロセスに対して強力なサプライチェーンを構築しており、複数のプロセスを組み合わせる機能もあります。したがって、私たちはあなたの金属プロトタイプに最適なソリューションを提供することができます。無料見積もりについては、今日3ERPにお問い合わせください
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