試作メーカーの育成

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Rudgley M はラピッド マニュファクチャリングを次のように定義しています。ラピッド マニュファクチャリングは、ラピッド プロトタイピング テクノロジの開発方向ですが、まだ多くの改善領域があります。

SLA、SLS、FDM はプロトタイプ メーカーの主要な技術であり、それらの共通の特徴は、部品を別々のレイヤーに分割し、レイヤーを独立して作成することです。

複雑な形状

ラピッド プロトタイピング製品の最も魅力的な特徴は、ジオメトリに関してほぼ無制限であることです。このプロセスにより、逆凹型、オーバーハング型、フリー フォーム、さまざまな基本的な幾何学的形状など、形状の自由度が高く独立した製品を製造できます。たとえば、SLS プロセスはブラケットを必要とせず、クランプを必要とせずにパーツを機械加工位置の任意の位置に配置できます。つまり、SLS はワークピースにほぼ無限の幾何学的可能性を提供できることを意味します。

一方、ラピッドプロトタイピング技術により、マイクロサイズから大型サイズまでさまざまな製品を製造できます。製品のサイズは、プロセスの選択によって異なります。SLS、SLA、および FDM は通常、プロセスの実行と経済的コスト、および大型部品の性能のために、中型部品の製造に使用されます。大型製品になると、これらのプロセスのサイズは非常に制限されます。

ポリマーラピッドプロトタイピング技術は、従来の加工方法と同様に金型を必要としないため、ラピッドプロトタイピングによって製造される顧客定義の製品は、従来のプロセスよりもはるかに経済的です。この機能は、製品が共同で達成できる複雑な形状と組み合わされて、医療分野でのラピッド プロトタイピングへの道を示しています。同時に、幾何学的な高い柔軟性は、RP を従来の処理方法と組み合わせる可能性も提供し、今日の RP 技術の開発方向の 1 つに急速に発展しました。たとえば、以前は薄肉の細長い部品の製造は EMD (Electro-Sparking) プロセスでのみ行うことができましたが、RP はそのような部品の製造にも完全なソリューションを提供できるようになりました。

DLM とリバース エンジニアリング

ラピッド プロトタイピング プロセスを使用すると、従来の機械加工方法では機械加工できない、または機械加工が困難な特徴 (凹面、内側の鋭い角、長くて薄い壁など) を持つ部品を簡単に製造できます。同時に、RP テクノロジーを機能させるために、設計者は部品の設計方法を再考して、これらのプロセスの自由な設計特性を実証する必要があります。

自由設計に関する上記のすべての質問には、RP テクノロジ用の専門的な CAD ソフトウェアのさらなる開発が必要であることに注意してください。デザイン ツールの改善とデザイナーのデザイン コンセプトの変更を組み合わせることで、RP テクノロジの可能性を引き出すことができます。

エンジニアは、必要な製品のモデルを直接設計するだけでなく、リバース エンジニアリングと呼ばれる、既存の物理設計に従って設計することがよくあります。迅速な検出と 3D CAD 再構成技術により、物理オブジェクトから直接 CAD モデルを取得する方法が提供されます。

スピードアップ

RP技術が「ラピッドプロトタイピング技術」と呼ばれる理由は、従来の加工よりも短いサイクルで製品を生産できるからです。設計に対する RP の感度は非常に低いです。つまり、製造の自由度が高く、製造時に製品の形状の問題がほとんど考慮されないため、多くの時間を節約できます。これを考慮して、多くの企業がRP技術を使用して製品のテストピースを製造し、製品の性能やその他のパラメータを迅速に理解しています.

経済とその他の制約

さまざまな RP プロセスの生産性は向上しましたが、RP 生産性の生産要件は満たされていません。さらに、RP プロセスが提供できる極度の不平等により、設備や材料の損失がかなり誇張されることにもつながります。

現在、RP 技術は製品の試作や製品の試作に大きな利点を持っていますが、設備の高価格と材料損失、および従来のプロセスとの生産性の違いにより、RP プロセスの大規模製造は制限されています。もちろん、経済性は、長持ちする部品の製造に RP プロセスがほとんど使用されない理由の 1 つにすぎません。その他の主要な要因は、製品の強度、材料、プロセスの再現性などです。

試作技術の開発

RP技術の開発に関する限り、製造された製品と従来の製造方法との間には、表面粗さ、精度、再現性、および製品品質の点でまだギャップがあります.既存の RP プロセスとプロセス チェーンは、プロセスで要求される精度と品質を達成するための信頼性と安全性の高い技術を実現するための開発期間を経なければならないと言えます。上記の RP プロセスは、精度 (0.1 ～ 0.2mm/100mm) と粗さ (Ra 5 ～ 20μm) はほぼ同じであり、再現性は比較的低くなります。技術フィードバックシステムを通じて達成できる機械設計側から、さらなる改善を行う必要があります。製品の品質を向上させるために、RP プロセスと従来のプロセスを組み合わせた複合プロセス装置が登場することが予測されます。

装置自体と材料の観点から、主な研究方向は、製品の強度、耐久性、精度、および製品のサイクルの向上を目指して、加工方法、加工装置、レーザー発生器および材料に焦点を当てています。これらの研究は、最終的にラピッド プロトタイピングからラピッド マニュファクチャリングへの移行に強力な推進力を提供します。

コンポーネントの分野では、3D プリント技術を使用して複雑な製品を迅速に製造できます。従来の自動車製造の分野では、自動車部品の開発には長期にわたる研究開発と検証が必要になることがよくあります。研究開発からテスト段階まで、部品の金型を作成する必要があり、時間とコストがかかります。問題が発生した場合、部品構造の変更なども同じように長いサイクルを必要とします。また、3D プリント技術により、複雑な部品をすばやく作成できます。テストで問題が発生した場合は、3D ファイルを修正して再印刷し、再度テストします。 3D プリント技術は、将来の部品の開発をより安価で効率的にすると言えます。