カスタムマシニング：プロジェクトの見積もりを準備する方法は次のとおりです

最近、カスタム部品の設計を思いつきましたか、それとも特別な要件を持つ部品を製造する必要がありますか?もしそうなら、次のステップは、製造業者を雇い、3D コンピューター支援設計 (CAD) ファイルを送信し、公正な製品見積もりを受け取り、製品を製造することですよね?正確ではありません。

真実は、製品が最初から製造用に正しく設計されていないと、多くのことがうまくいかない可能性があるということです.たとえば、莫大な製造コストが発生したり、製品が役に立たなくなるような欠陥が発生したりする可能性があります。したがって、3D CAD を作成してそのメーカーに問い合わせる前に、まず理解しておく必要があるいくつかの事項と設計のヒントがあります。

この記事では、これらすべてとそれ以上について説明します。プロジェクトの見積もりを準備するためのガイドとして役立ちます。

製造工程を理解する

メーカーが製品を製造するために使用する製造技術とプロセスを理解することは、その技術で簡単に製造できる製品設計を作成するのに役立ちます。たとえば、CNC 機械加工と 3D プリンティングㅡ今日最も人気のある 2 つの製造方法ㅡには、さまざまなカスタム製品設計シナリオに対するさまざまな操作モードと適合性があります。

CNC 機械加工は減法製造プロセスです .つまり、目的の製品が形成されるまで、(切削工具を使用して) ワークピースから材料の一部を除去する必要があります。コンピューター数値制御 (CNC) 技術を利用して、切削工具とワークピースの動きを自動化し、目的の製品を作成します。対照的に、3D プリントはアディティブ マニュファクチャリング プロセスです。 .目的の製品が形成されるまで、層ごとに材料の一部を追加する必要があります。

CNC 機械加工プロセスは、角度の付いたカット、空洞、中心から外れた穴、およびその他の複雑な機能を備えた複雑なカスタム製品設計を作成するのに理想的です。 3D プリンターはこれらのパーツを同等に作成できますが、材料の選択肢は限られています (プラスチックといくつかの金属)。したがって、CNC 機械加工ではなく 3D プリントを選択することは、特定のプラスチック プロトタイプや複雑な部品にとって理にかなっています。

詳細:CNC 加工と 3D プリントの違い

カスタム CNC 機械加工の設計ガイドライン

高品質のパーツを実現し、製造コストを削減するのに役立つ設計ガイドラインを次に示します。

#1 キャビティ

キャビティとポケットの深さがキャビティ幅の 4 倍未満になるように設計する必要があります。これは、エンド ミル ツールの切削長が制限されているため、深さと幅の比率が小さいキャビティを製造するときに、ツールのたわみや振動が発生する可能性があるためです。

図 1:キャビティの設計

ただし、製品設計でより大きな深さと幅の比率が必要な場合は、特殊な切削工具が必要になり、追加の製造コストが発生する可能性があります.

#2 肉厚

薄肉は CNC 機械加工中に振動しやすく、機械加工された部品の達成可能な公差と精度が低下します。したがって、原則として、金属部品の最小肉厚は 0.8 mm、プラスチック部品の最小肉厚は 1.5 mm になるように設計する必要があります。

図 2:金属およびプラスチック部品の肉厚要件

より薄い壁を実現することは可能ですが、通常は追加の製造コストがかかります。

#3 ホール

穴は標準の直径になるように設計する必要があります。これにより、標準のドリル ビット サイズを使用してこれらの穴を作成でき、特殊なエンド ミル ツールが不要になります。また、工具のたわみを最小限に抑えるために、穴の深さをエンド ミルの公称直径の 4 倍未満にすることをお勧めします。

図 3:穴の設計

#4 公差

公差とは、機械加工された部品が適切に機能することを可能にする、機械加工された部品のサイズの変動の許容量です。

製品設計者は、通常、物理的寸法の変動の許容限界を示すことによって、メーカーに公差を指定します。 「±」記号 (「プラスまたはマイナス」と発音) を使用して公差を指定し、たとえば ±0.05 mm のように値を付けることができます。たとえば、図 4 に示すように、穴が 2 つ (直径 21 ±0.25 mm) あるパーツを製造する予定があるとします。

図 4:工学的公差

このようなシナリオでは、標準の直径値より 0.25 mm 大きい (または小さい) 偏差を許容することを意味します。したがって、メーカーが直径 21.25 mm または 20.75 mm の穴を加工しても、部品の適切な機能には影響しません。

CNC マシンは、最も正確な製造技術の 1 つであり、最大 ±0.04 mm の厳しい公差を達成できます。ただし、公差要件が厳しくなると、通常、製造コストが高くなることに注意してください。

理想的な表面仕上げを選択してください

CNC 機械加工プロセスはサブトラクティブですが、優れた表面仕上げの部品を製造する優れた仕事をしています。 「機械加工済み」の表面仕上げとは、CNC マシンから直接機械加工された部品を指します。これらの部品は製造プロセスの精度を維持し、追加費用は必要ありません。

図 5:機械加工後のフライス加工済みパーツ

部品に陽極酸化や粉体塗装などの追加の後処理オプションが必要な場合は、メーカーからのより高いプロジェクト見積もりが期待できます。

図 6:陽極酸化アルミニウム仕上げの部品

粉体塗装仕上げのパーツ

詳細:陽極酸化アルミニウム仕上げ。

カスタム CNC 機械加工:Gensun がお手伝いします

カスタム加工と製品設計のヒントについて少し理解できたので、プロジェクトの見積もりと製品開発の成功は製品設計にかかっていることにおそらく同意するでしょう。そのため、製品設計を検討し、最適なものをアドバイスしてくれるメーカーと協力する必要があります。

Gensun Precision Machining は、アジア全域でカスタム CNC 機械加工サービスを提供する大手プロバイダーです。私たちは、あなたの製品を正しく仕上げることができる優秀なエンジニア、技術者、および品質管理の専門家のチームを持っています.私たちはお客様の最善の利益を念頭に置いているため、見積もりツールを使用して 3D CAD ファイルをアップロードし、見積もりを依頼し、高度な資格を持つエンジニアと製造プロジェクトについて話し合うことができます。

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注:この記事はもともと 2021 年 2 月に公開され、2022 年 5 月に更新されました