プロトタイピング プロジェクトを製造するための 3 つの重要なソリューション

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8月に投稿。 2019年2月 | WayKen プロジェクトマネージャー、ヘーゼル

プロトタイピング プロジェクトは、代替アプローチをテストし、設計を検証するために、物理的なフォームを作成およびモデリングする役割を果たします。システムの分析と設計におけるプロトタイピングは、最終製品になるまで何度も繰り返されます。ほとんどすべての新製品は、一般に公開される前にプロトタイプの例が必要であると言えます。

プロトタイプ プロジェクトとは

プロトタイピング モデルは、プロトタイプを構築し、テストし、必要に応じて再加工して、最終的に完全なシステムまたは製品を開発できる許容可能なプロトタイプを作成するシステム開発方法です。プロトタイピングの種類は、さまざまなプロトタイピング段階で、材料、規模、および技術の適用においてさまざまですが、進化的なプロトタイピングは、新製品の実現に大きく役立ちます。

プロトタイピング技術は、一般に、ラピッド プロトタイピング、CNC 加工、ラピッド ツーリングの 3 つのタイプに分けることができます。それらの独自の利点により、それぞれがさまざまな状況により適したものになります。これらは通常、プロトタイピング プロジェクトの 3 つのプロジェクト管理ステップと見なすことができます。

プロトタイピング プロジェクトをガイドするための 3 つの重要なステップ

ステップ 1:ラピッド プロトタイピング

プロトタイピング プロジェクトの初期段階では、3D プリントによるラピッド プロトタイピングは、プロトタイプのアイデアから実際のオブジェクトに設計を提示するための、迅速、簡単、かつ費用対効果の高い方法です。 3D プリントによるプロトタイプ モデルは、最初にプロトタイプを作成して、デザインに由来する類似オブジェクトを提示できます。一般的に言えば、3D プリントで作成されたプロトタイピング モデルは通常、短期間の展示用です。たとえば、デザイナーは、フォーカス グループの前にプレゼンテーションを行い、デザインをより説得力のあるものにするために、プロトタイプ モデルが必要になります。

開発者が次のことを必要とする場合、3D プリントを選択するのが理にかなっています。

•  低コストのプラスチック プロトタイプ モデル;
•  形状が非常に複雑なパーツ
•  納期は 2～5 日です。
• 特殊素材

ステップ 2:CNC 加工

CNC 機械加工により、優れた物理特性を備えた高精度の部品が CAD ファイルから直接作成されます。開発者は、新しいデザインのプロトタイプ モデルで美的表現だけでなく機能テストも行いたい場合に、機械加工プロジェクトを進めます。 Wayken のような製造業者は、CNC プロトタイピング サービスで 20 年の経験があり、3 軸と 5 軸の両方を備えているため、プロトタイピング プロジェクトに組み合わせた機械加工ソリューションを提供して、高精度の部品を実現し、コストを節約できます。

一般的な経験則として、サブトラクティブ プロセスによって限られた労力で製造できる比較的単純な形状の部品は、特に金属部品を製造する場合は、一般的に CNC 機械加工する必要があります。

CNC は、3D プリントよりも優れた寸法精度を提供し、より優れた機械的特性を持つ部品を製造します。これは、開発者が設計の機能をテストするのに役立ちます。ターンアラウンド タイムは通常 2 週間以内で、短いターンアラウンド タイムです。

ステップ 3:ラピッド ツーリング

ほとんどの鋳造では、ラピッド ツーリングは通常、試作品と生産の間の架け橋として使用されます。射出成形では、生産実行前の最終ステップになる可能性があります。ラピッド ツーリングは、アルミニウムまたは軟鋼、ストックされたモールド ベース、ハンドロード インサートで構成されます。

これは、従来の射出成形が法外に高価であるか、必要な部品または量に対して必要でない場合に適しています。したがって、市場テストに少量のバッチが必要な場合、または将来大量に必要とされない場合に、コストを最小限に抑えるのに最適な方法です。

Wayken は、ラピッド ツーリングに関する 2 つの射出成形サービス オプションを提供します。1 つは、多くの場合、プロトタイプ作成に関連する少量の部品を必要とするユーザーに最適であり、もう 1 つは、少量生産で一般的な大量の部品を必要とするユーザーに適しています。

一方、3D プリントによる試作モデルは、オプションの材料が限られている、強度が低い、耐候性が低いなどの欠点があります。

精密なCNCマシニングによるアルミ筐体の試作プロジェクトです。この場合、これらのアルミニウム部品は、優れた特性と高精度を備えた最終バージョンとして機能テストに使用できます。アルミニウム、スチール、真鍮などのほとんどの一般的な金属は、CNC ツールで機械加工できます。機械加工された金属部品については、試作品と正式な製品の違いはほとんどありません。

CNC 機械加工のほかに、リブ機能とスルー ホールはワイヤ EDM によって機械加工されました。 Wayken には、3 軸または 5 軸の CNC フライス加工と EDM やワイヤ EDM などの補助プロセスを組み合わせる能力があります。特に典型的なアルミニウム表面仕上げでは、効率的に精密な CNC アルミニウム機械加工プロセスを実現できます。

プロトタイプ プロジェクト管理の例

• 例 1:SLA による 3D プリントのプロトタイピング プロジェクト

これは、プロジェクトのプレゼンテーションで使用された、元のデザインからスケールダウンされたカー プロトタイプ モデルです。新品のような外観です。想像してみてください。デザイナーがフォーカス グループの前に立ち、自分のデザインが他のデザインより優れていることを彼らに納得させようとしている状況で、試作品を手にすれば、聴衆を直接魅了することができます。彼のデザインを見て理解することで、聴衆は彼らの話に深い印象を抱くことができます。

原型はベージュの感光性樹脂を使用し、所々光沢塗装を施し、文字やロゴはシルクスクリーンで仕上げています。ちなみに、プロトタイプの後仕上げのほとんどは手作業で処理されるため、比較的人件費が発生します。

• 例 2:CNC 加工アルミニウムのプロトタイピング プロジェクト

精密なCNCマシニングによるアルミ筐体の試作プロジェクトです。この場合、これらのアルミニウム部品は、優れた特性と高精度を備えた最終バージョンとして機能テストに使用できます。アルミニウム、スチール、真鍮などのほとんどの一般的な金属は、CNC ツールで機械加工できます。機械加工された金属部品については、試作品と正式な製品の違いはほとんどありません。

CNC 機械加工のほかに、リブ機能とスルー ホールはワイヤ EDM によって機械加工されました。 Wayken には、3 軸または 5 軸の CNC フライス加工と EDM やワイヤ EDM などの補助プロセスを組み合わせる能力があります。特に典型的なアルミニウム表面仕上げでは、効率的に精密な CNC アルミニウム機械加工プロセスを実現できます。

• 例 3:ラピッド ツーリングによるラピッド射出成形のプロトタイピング プロジェクト

これは、自動車照明ベゼルのプロトタイピング プロジェクトです。 100 個のプラスチック部品の場合、真空鋳造などの低コストの他の製造方法で製造できた可能性があります。ラピッド ツーリングを選択した理由は、開発者が、最終製品に近い非常に優れた特性を備えた、さまざまな産業試験に耐えることができる部品を求めていたためです。さらに、従来の金型と比較して、ラピッド ツーリングは比較的低コストで短いターンアラウンド タイムで製造できます。

Wayken では、ツール加工の前にすべてのラピッド射出成形プロジェクトの DFM を作成し、リスク分析を理解し、提案に従って CAD ファイルを修正するために顧客に提供します。部品製作前にお客様にサンプルを送付して品質を確認し、お客様に品質が認められるまで製作を開始します。

Wayken のプロトタイピング プロジェクトについて詳しく知りたい場合は、メール アドレス [email protected] でご連絡ください。見積もりだけでなく、プロトタイピング プロジェクトに関するすべてのお問い合わせをお待ちしております。