ラピッド プロトタイピングに CNC を使用する必要がありますか? 4つの利点と2つの欠点を学ぶ

ラピッド プロトタイピングに関する以前の記事で、エンジニアリングおよび設計プロセスにおけるラピッド プロトタイピングの利点について理解を深めていただければ幸いです。

しかし、思い切って決断した後でも、まだ岐路に立たされている可能性があります。ラピッド プロトタイピング プロジェクトでは、CNC 機械加工または付加製造のいずれかを選択します。

この記事では、製品開発プロジェクトで CNC ラピッド プロトタイピングを使用することの利点と欠点を紹介します。これは、正しい決定を下し、競合他社の一歩先を行くためのガイドとして役立ちます。

利点 #1 CNC ラピッド プロトタイピング マシンは正確です

コンピュータ数値制御 (CNC) マシンは、今日最も正確な機械加工技術の 1 つです。これは、ほとんどの CNC 機械加工プロセスが完全に自動化されており、射出成形などの従来の製造プロセスで一般的な「人的エラー」要因が排除されているためです。

プロトタイプの製作を検討している製品デザイナーは、設計の 3D CAD モデルを作成するだけで済みます。機械工場は、部品を仕様どおりに正確に製造することに何の問題もありません。これらのマシンは、公差 ±4 μm のパーツを作成できます。これは、ほとんどのプロトタイピング要件に対して十分な精度です。

詳細: 精度 vs. 精度 vs. 公差

利点 #2 CNC 加工は高速で、簡単に変更できます

CNC マシンの自動化された性質により、CNC マシンも非常に高速になります。 CNC マシンは数時間でプロトタイプを作成できますが、従来の製造プロセスでは完了までに数日 (場合によっては数週間) かかる場合があります。

さらに、CNC 機械加工は短いリード タイムを提供するため、エンジニア チームは CNC プロトタイプ パーツをすばやくテストし、製品が期待どおりに機能するために必要な設計変更を行うことができます。新製品を迅速に市場に投入して競合他社の一歩先を行こうとする場合、短いリード タイムは特に重要です。

詳細: 送りと切削速度の関係

利点 #3 CNC マシンは、幅広い強力な材料と互換性があります

3D プリントなどのアディティブ マニュファクチャリング技術は、CNC 機械加工といくつかの類似点を共有しています。どちらも自動化されており、3D CAD ファイルに依存してプロトタイプを作成します。ただし、CNC 機械加工が 3D プリントと一線を画しているのは、機械加工が困難な幅広いエンジニアリング材料との互換性です。

製品開発者は、さまざまな原材料を使用した場合のプロトタイプの性能、コスト、および外観の間のトレードオフをよりよく理解できます。

表 1 は、CNC 技術を使用して機械加工できる一般的な金属とプラスチックの一部を示しています。

<表><キャプション>表1 金属 プラスチック スチール ABS ステンレス鋼 テフロン アルミニウム PMMA 亜鉛 POM 銅 LDPE 真鍮 PC ブロンズ PP

詳細: CNC加工材料

利点 #4 CNC ラピッド プロトタイピングは安価です

CNC 機械加工は、プロトタイプを作成するたびに別のツールや新しいツールを必要としないため、新製品開発の初期投資コストを削減するのに役立ちます。プロトタイプのテストや品質管理など、製品開発の他の重要な側面にリソースを振り向けることができます。

詳細: CNC 加工のコスト

デメリット #1 廃棄物

CNC 機械加工はサブトラクティブ プロセスです。ワークピースから目的のプロトタイプ パーツが作成されるまで、ストック材料の一部を除去します。パーツに入る材料よりも多くの材料を購入する必要がありますが、3D プリントでは無駄がほとんどなくゼロからプロトタイプを作成します。

欠点 #2 幾何学的な制限

CNC 切削工具は工作物に上からアクセスするため、一部のフィーチャや隠れたジオメトリを作成するのは難しい場合があります。 3D プリントは、切削工具へのアクセスの影響を受けないため、このような状況ではより適している可能性があります。

詳細: CNC 加工 vs. 3D プリント

状況に応じて正しい決定を下す方法

CNC 機械加工、3D プリント、射出成形、およびウレタン鋳造は万能ではありません。ラピッド プロトタイピング プロジェクトに最適なものをどのように選択すればよいでしょうか?

構造的完全性が向上し、優れた機械的特性を備えた大量のプロトタイプを迅速に作成する場合は、CNC 機械加工を選択する必要があります。対照的に、3D プリントは、コンセプトを視覚化するために使用される少量のプロトタイプの製造に適しています。

射出成形とウレタン鋳造は、CNC 機械加工の構造的完全性と 3D プリントの優れた表面仕上げを組み合わせてプロトタイプを作成します。ただし、それらは、工具費が高く、セットアップのリードタイムが長いという特徴があります。プロトタイプの小規模な実行には、費用対効果の高いオプションではない可能性があります。

Gensun Precision Machining は、世界中でラピッド プロトタイピング サービスを提供する大手プロバイダーです。当社は 800 を超える革新的な企業と協力して、3D プリント、CNC 機械加工、射出成形、ウレタン鋳造など、幅広い高品質のプロトタイピング サービスを提供しています。ラピッド プロトタイピング サービスの詳細をご覧ください。