アルミニウム自転車プロトタイプ部品作成のステップバイステップガイド

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投稿日： 2019年6月3日 | 著者： WayKen Rapid Manufacturing

自転車愛好家なら、いつか自分のバイクをアップグレードし、ニーズに完璧に合わせたいと思う瞬間が訪れます。自転車をカスタマイズする決断は重大です。アイデア出しからアルミニウムプロトタイプ部品製作まで、知的・物理的な労力が各段階で必要だからです。やるべきことから逸れてプロジェクトを放棄しやすいので、ここではバイクカスタマイズを成功させるための短いガイドをまとめました。

ソリューションを見つける

すでに良い改造案があるならラッキーですが、多くの人は「何かカッコいいことをしたい」だけで具体案を持っていません。まだ決まっていない方のために、取り組めるカスタマイズ領域をいくつか挙げます。

• 外観パーツの改造： 既存パーツを、よりカッコいい見た目のパーツに置き換える方法です。既存設計を変更する必要がないため、最も簡単なカスタムパーツ製作方法です。フィットするカッコいいパーツを作るだけで済みます。該当パーツ：サドル、ハンドルバー、ペダル、ボトルケージ、ラックなど。
• 外観への付加改造： 既存パーツを活用し、LEDライトの追加やフレームへのエンボス加工など、何かを取り付ける方法です。既存ジオメトリを推定し、改造がオリジナルパーツの性能に干渉しないか検討する必要があるため、やや難易度が上がります。
• 性能パーツ： 最も複雑な改造で、プロトタイプメーカーから複数のカスタムアルミニウム部品を製造・調達し、実際にバイクで性能を検証する必要があります。しかし、結果としてバイクが新しいカスタムプロトタイプで見栄え良くなるだけでなく、より速く、よりスムーズに走れるようになります。

スケッチを作る

エンジニアリングの学位や図面・規格の知識がない愛好家の方、どう希望を伝えればよいでしょうか？ お勧めはスケッチを描くことです。無料のスケッチソフトが多数ありますので、カスタムアルミニウムプロトタイプ部品を描いてみてください。希望通りのものを得るには、できるだけ詳細なスケッチを作成してください。良いスケッチのためのチェックリスト：

• 物体を全方向から描く
• 最大寸法と最小寸法を記入
• 重要な面を指定
• 使用条件を明記（荷重、支えるべき重量など）
• バイクのどこに取り付けるか指定
• 取り付ける既存固定具を指定
• 希望のアルミニウム合金があれば記載
• 塗装や研磨が必要な面を指定
• 関連する他のバイクパーツの寸法も記載

スケッチが完成したら、いよいよ実際のエンジニアリング図面へ

モデリングと図面化

アルミニウムプロトタイプを製造するには、スケッチを実際のCADモデルと設計図面に変換する必要があります。プロフェッショナルなエンジニアリングソフトの多くは商用で、年間2,000ドル以上のライセンス費用がかかります。ほとんどのプロトタイプ製造サービスはこれらを保有しています（加工にCADモデルが必要だからです）。ご自身で全設計を行いたい場合、無料オプションとしてAutodesk Fusion 360が最適です。CAD/CAM/CAEを無料で利用でき、3Dモデル作成から実用的なエンジニアリング図面への変換が容易です。ただし、寸法決めにはISOやASME規格を使用すべきです。例えばボルト・ナットはすべて規格品で、部品側に対応する穴が必要です。

検証

検証は、特に自転車フレームなどの性能パーツで不可欠です。検証とは、計算工学解析を用いて、部品が要求荷重に耐え、必要以上に変形しないか、強度と剛性が十分かを確認することです。有限要素解析（FEA）とも呼ばれ、部品を多数の要素に分割し、各々を個別に計算して全体像を合成します。物理の知識がかなり必要ですが、Fusion 360など無料ソフトでも実行可能です。

プロトタイピング

現代の自転車部品の多くはアルミニウム合金製です（カーボン部品は小ロットメーカーでは不可能）。アルミニウムプロトタイピングは、カスタムバイク部品開発で最もハードルが高い段階です。プロフェッショナルな専用設備、すなわちCNCアルミニウム工作機械が必要だからです。自転車部品は非常に滑らかな表面仕上げと厳しい公差を持つ精密加工部品です。自前でショップを開設し本格的に取り組むなら、設備投資でアルミニウム加工コストが非常に高くなる可能性があります。趣味レベルなら、アルミニウムラピッドプロトタイピングショップに依頼し、最高精度で短納期で部品を入手するのが賢明です。例えば、中国のアルミニウム加工は非常に安価で、ターンアラウンドタイムも可能な限り短いです。

プロトタイピング段階では、通常CNCフライス加工でアルミニウム部品を製造します。アルミニウムCNCサービスのマシニストがブランク材を工作機械にセットし、カッターを選定、NCプログラムを作成して所望の軌道でカッターを動かします。ブランクが加工され、最終形状になるか、再セットアップが必要になります。これがカスタムアルミニウムプロトタイプの一般的な製造プロセスです。自転車部品も同じです。プロセス自体はシンプルに聞こえますが、製造工学、加工技術、豊富な経験が必要です。初めての方は、部品発注が最善の選択です。

WayKenがアルミニウムプロトタイプを提供する方法

WayKenは中国の大手ラピッドプロトタイプ企業で、アルミニウムプロトタイプ加工の豊富な経験を持ちます。通常、公差を±0.01 mmで管理可能です。

• CNC加工、ラピッドツーリングなど、多様なプロトタイピング技術から選択可能
• ISO 9001認証取得の社内機械工場。すべてのプロトタイプは加工を前提に製作
• 高度な資格を持つCNCオペレーター。独自の管理とスキルで高品質アルミニウムプロトタイプ部品を製造
• プロトタイピングには高品質・認証済みアルミニウム材料のみを使用
• 迅速なグローバル配送に常時対応

プロトタイプから少量生産まで対応可能です。ご興味がおありなら、弊社をご案内するのは光栄です。詳細は、CADファイルをご提出いただければ無料でお見積もりいたします。