ラピッドツーリングで成形部品の試作生産を加速

数十万個のプラスチック部品を製造する必要があるとき、射出成形プロセスはしばしば最良の選択肢となります。セットアップコストは高いものの、材料費と運用コストは安いため、大量生産を容易かつ安価に行えます。

しかし、「少量」生産となると話は別です。金型工具は非常に高価なため、射出成形で少数の部品を製造することは経済的に成立しにくいです。数十〜数百個しか必要ない場合、セットアップコストの低い3Dプリントや他のプロセスの方が適しているかもしれません。

しかし、ラピッドツーリングを用いれば、妥協点を見つけられます。金型は常に比較的高価ですが、3DプリントやCNC加工のようなラピッドプロトタイピング技術を用いることで、そのコストを大幅に削減できます。これにより、無駄な出費なしにプラスチックプロトタイプや少量生産ランを作成可能になります。

本記事では、ラピッドツーリングの仕組みと、その主なメリットをRapidDirectを通じてどう活用できるかを説明します。

ラピッドツーリングとは？

名前が示す通り、ラピッドツーリングは、積層造形やCNC加工のようなラピッドプロトタイピング技術を用いて工具（ツーリング）を製造するプロセスです。これは金型そのものを作る「直接ラピッドツーリング」や、金型を形成するためのマスターパターンを製作する「間接ラピッドツーリング」のいずれかを含みます。

ラピッドツーリングは驚くほど有用です。なぜなら、メーカーが2種類のプロトタイプを作れるからです：金型のプロトタイプと、そのプロトタイプ金型を使った射出成形部品の複数のプロトタイプです。品質要件が最小限であれば、少量の最終用途部品の製造にも使用できます。

射出成形部品のプロトタイピング能力は、企業の研究開発プロセスに大きなメリットをもたらします。なぜなら、エンジニアが設計を現実世界でどう機能するか確認できるからです。3Dプリントプロトタイプとは異なり、成形プロトタイプは最終用途部品と非常に類似、またはほぼ同一です。

(Image from Apt-mold)

より代表的なプロトタイプ

ラピッドツーリングの最大のメリットは、代表的な成形プロトタイプを製造できることです。これらのプロトタイプは射出成形プロセスで作られるため、最終用途部品と実質的に同一、または非常に類似しています。

この高い代表性はいくつかの理由で価値があります。

第一に、設計が射出成形でどの程度実現可能かを判断できます。（欠陥があれば、設計を修正して排除できます。）第二に、成形プロトタイプを物理テストにかけられ、部品の性能レベルをより明確に把握できます。

R&Dの改善

成形部品のプロトタイプを作成することで、物理プロトタイプを評価、改良、必要なら再開発できるため、エンジニアは開発中の部品設計を大幅に改善できます。

コスト削減

工具は非常に高価なので、一般的に大量生産でのみ正当化されます。プロトタイピングだけのために標準金型を作り、その後実際の生産用に第二の金型を作るのは、莫大な出費になります。

しかし、ラピッドツーリングなら金型コストを最大95%削減できます。

これにより、企業が成形プロトタイプランや、さらには最終用途部品ランに投資するのが遥かに容易になります。3Dプリントプロトタイプほど安くはないかもしれませんが、メリットが3Dプリントのわずかな金銭的優位性を上回る可能性があります。

リードタイム短縮

名前が示す通り、ラピッドツーリングは工具を非常に短期間で製造できます。作業の大半がコンピュータで実行されるためです。

これにより、工具と成形プロトタイプの両方のリードタイムが短縮され、タイトな期限で働く企業にもプロセスが実現可能になります。

ブリッジ生産

プロトタイプ工具が製造され、テストをパスすれば、最終用途部品の通常工具開発が遥かにシンプルになります。試作段階が生産段階と同じプロセスを含む場合、試作から生産への移行がスムーズになります。

産業技術