ラピッドマシニングが現代製造業の効率を牽引する理由
プラスチックや金属部品を設計・製造する企業は、製品開発のどこかの段階でラピッドマシニングサービスを必要とすることがよくあります。
この記事では、この製造プロセスの詳細と重要性について解説します。
ラピッドマシニングとは？
ラピッドマシニングは、部品とプロトタイプの製作時間を短縮することに明確な焦点を置いた加工です。通常CNC加工（フライス、旋盤等）を伴いますが、シンプルな部品には手動加工も含まれる場合があります。
加工は様々な方法で迅速化できます。顧客の要件によりますが、ラピッドマシニングでは材料除去を高速化するために高トルクマシンと荒加工技術を多用したり、より時間のかかる材料よりアルミニウム合金のような易削材を使用したりすることがあります。
相互排他的ではありませんが、ラピッドマシニングは精度とディテールを速度より優先する精密加工の対極と見なせます。
メリットとデメリット
ラピッドマシニングはプロトタイピング、製品開発、少量生産、カスタム部品に不可欠なツールですが、全ての製造ジョブに適しているわけではありません。
ラピッドマシニングの主なメリットとデメリット：
メリット
- CNC加工設備による最速部品製造
- プロトタイプを迅速に反復し製品開発を加速
- 機械試験等のため複数バージョンの部品を容易に製作
- 市場投入までの時間短縮
- 3Dプリントのような他の高速プロセスより強度の高い部品
- 最小発注数量なし
- 工具費・初期費用なし
- 多様な金属とプラスチックに対応
- 表面仕上げオプションの幅広さ
- CNC加工が後々量産にも適しているため拡張性あり
デメリット
- 精密加工より品質が劣る
- 3Dプリントより幾何学的自由度が低い
- 大量注文（100個以上）では成形プロセスより遅い
ラピッドマシニングが製品開発を加速し市場投入を短縮する仕組み
数十年にわたり、ラピッドマシニングは製品設計者が開発段階を次々と進めるための定番プロセスでした。
ラピッド機械加工プロトタイプは試験・評価に使用でき、比較分析のために設計を微調整し複数イテレーションを容易に製作できます。一部のラピッド機械加工部品は最終用途にも適しています。
設計者・エンジニアがラピッドマシニングを即座の部品製作に活用し続ける理由は明らかです。今日、ほとんどの部品はCADソフトウェアで設計され、エクスポートされた設計ファイルは最小限の準備でCNCマシンで処理可能です。これによりプロトタイプ設計完了と完成部品受領の間のタイムラグが縮まります。
このプロセスは多くの場合繰り返されます。製品設計者が試験用ラピッド機械加工プロトタイプを発注する場合、部品が生産準備完了となる前に設計を調整し、さらに複数のイテレーションを構築する必要があります。
ラピッドマシニングは、品質、機械的性能、外観の面から最終用途部品に類似したプロトタイプも提供します。3Dプリントや手動組立のような他のプロトタイピングプロセスにも独自の利点がありますが、部品が最終的にCNCマシンで製造されるなら、機械加工プロトタイプは明らかに機械加工最終部品をより忠実に代表します。
一貫した製造プロセスへのコミットメントは明確な時間的優位性を提供します。3Dプリントプロトタイプを機械加工可能な最終用途部品に再設計する必要があれば、全体プロセスに全く新しい設計段階が追加されます。ラピッド機械加工プロトタイプではそのような段階は不要です。
ラピッドマシニングを用いた製品開発ワークフローは以下のようになります：
- コンセプト
- CAD部品設計
- 初期概念プロトタイプ（ラピッドマシニング経由）
- 試験と評価
- 動作プロトタイプ（ラピッドマシニング経由）
- 機械試験と評価
- プレプロダクションプロトタイプ（精密加工経由）
- プレゼンテーション、マーケティング等
- 生産
- 流通
最終的に、より速い製品開発と短い市場投入時間は企業に競争優位性を与え、市場成功の可能性を高めます。
ラピッドマシニングから期待すべき品質レベルは？
ラピッドマシニングは最も頻繁にプロトタイピングプロセスとして使用されます。そのため顧客は、精密加工など、厳しい公差を要求する高ディテール部品に適した他のオプションがあることを覚えておくべきです。名前が示す通り、ラピッドマシニングは速度を他要因より優先します。
そうは言っても、ラピッドマシニングはプロフェッショナルグレードの部品とプロトタイプを非常に高い水準で製造できます。
ラピッドマシニング専門業者から部品を発注すれば、公差指定と適切な品質・価格の材料選択により、顧客が求める品質レベルを規定できます。
緩い公差、シンプルな設計、高被削性材料の使用により、加工者は部品をより速く製造でき、部品品質の優先度を下げられます。プロトタイピングと製品開発では通常これが合理的なルートで、プロフェッショナル加工者は速く作業しながら依然として良質な部品を作れます。
3ERPがラピッドマシニングで高速化を実現する方法
ラピッドマシニングを選んでも、加工会社が効率的に物事を進めるノウハウを持っていなければ、顧客は品質を犠牲にしてメリットを得られない結果になります。
3ERPはラピッドマシニングのスペシャリストで、高品質部品を高速で仕上げるいくつかの技術を完成させています。
競合より速く加工できる理由：
それが我々の本質：3ERPはラピッドプロトタイピング会社として設立され、顧客対応から工場現場まで、プロジェクトを問わず迅速なターンアラウンドに最適化された体制です。
どのマシンを使うか熟知：プロジェクトによって異なる設備が必要で、ラピッドマシニングには独自のマシン要件があります。大量材料除去が必要な大型部品には20kW、12,000rpm主軸の高トルクマシンを、ディテール重視の表面仕上げには低トルク、24,000rpm主軸のマシンを選択します。
速く切削する方法を熟知：ラピッドマシニングは一度に可能な限り多くの材料を削り取ることで達成されるわけではありません：場合によっては1回の深切削より複数回の浅切削の方が速いです。高速加工には適切な切削工具の選択と適切な切削、ハイエンドCAMソフトウェアによる最効率工具パス決定が含まれます。
タイトな納期：ラピッドマシニングか3Dプリントか？
3Dプリントは、ワンオフ部品を数時間で製造可能にすることでプロトタイピングの状況を変えました。3Dプリンターはオフィスでも操作可能で、従来の工場や機械加工ショップの必要性を減らしました。
3Dプリントの速度とシンプルさゆえ、時間が重要な場合、一部の製品開発者は自動的に減材プロセスであるラピッドCNC加工より積層造形を選択します。
しかし3Dプリントが常に高速ターンアラウンド部品の最良オプションでしょうか？
社内プロトタイピングでは、3Dプリント以上の優れたラピッドソリューションはおそらくありません。3Dプリンターは最小限の専門知識で操作でき、数時間で部品をプリントできるからです。しかし、プロフェッショナルなラピッドマシニングサービスは、同等の3Dプリントサービスより高速で、より良い結果を提供する可能性があります。
ラピッドマシニングと3Dプリントには明確な共通点があります。両方ともデジタル設計をGコードに変換し、工具や別機械を不要とするオールインワンソリューションです。
ラピッドマシニングと3Dプリントの選択時、以下の要因を考慮してください：
- 部品によってはプリントが速く、他では加工が速い
- 3Dプリントが速くても、3Dプリントプロトタイプを機械加工最終部品に再設計するのに長時間かかる場合がある
- 金属もプラスチックも同一加工設備で加工可能；3Dプリンターはどちらか一方のみ
- 機械加工プロトタイプは通常、プリントプロトタイプより最終部品に近い
3ERPはラピッドマシニングのスペシャリストです。次回ラピッドマシニングプロジェクトの無料見積もりを今すぐご依頼ください。
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