積層造形 (AM) プロセスで期待されること

非機能プロトタイプの CAD ファイルからの 3D プリントは比較的簡単な製造プロセスですが、まったく新しい製品開発プロジェクト (コンセプトから製造まで) に着手することは、特になじみのない積層造形技術を使用している場合は、より困難になる可能性があります。 .

3D プリント プロセスを理解する

3D プリント プロセスは、従来の製造プロセスとは異なり、部品への材料の漸進的な追加を伴います。対照的に、CNC 機械加工はサブトラクティブ プロセスです。部品は、切削工具を使用して工作物から材料を除去することによって形成され、射出成形では、事前に形成された金型チャンバーに溶融熱可塑性物質を注入する必要があります。

3D テクノロジーは、多くの新しい手続き上の課題を提示します。たとえば、3D プリンターのビルド ボリュームでは、後処理アセンブリのためにパーツを複数のビルドに分割する必要があり、材料の押し出し中に発生する熱によって一部のパーツが反る可能性があります。同様に、一部の 3D プリンティング テクノロジーには生産上の考慮事項が含まれます。たとえば、外観に影響を与える可能性のあるパーツにレイヤー ラインを残す溶融堆積モデリング (FDM) や、プリント後の冷却およびクリーニング プロセスを含む HP マルチ ジェット フュージョン (MJF) プロセスなどがあります。 /P>

これらの要因を念頭に置いて、生産を開始するときに何を期待するかを知ることで、付加製造 (AM) プロジェクトをよりスムーズかつ効率的に実行できます。そのために、アディティブ マニュファクチャリング プロセスのステップバイステップ ガイドをまとめました。これには、アディティブ製品の設計アプローチの比較と、それぞれに関連する決定を強調するワークフロー図が含まれます。

アディティブ マニュファクチャリング プロセスへの 3 つのアプローチ

部品や製品の具体的な手順の詳細はさまざまですが、付加製造プロジェクトは次の 3 つの一般的なカテゴリに分類されます。

• アプローチ A:短納期の生産と試作

例: プロトタイプまたは部品の承認済み CAD ファイルが既に存在し、30 時間以内に部品を受け取る必要があります。

• アプローチ B:既存の設計を変更して AM を最適化する

例: あなたは現在、この部品を射出成形で製造していますが、付加製造を使用してオンデマンドで製造することで、サプライ チェーンを簡素化し、倉庫コストを削減できると考えています。

• アプローチ C:アディティブ テクノロジーを使用して生産する新しいパーツまたは製品をゼロから設計する

例: 2 つの理由のいずれかで、AM で生産したい新しい部品のコンセプトがあります。 従来の製造方法で部品を生産することは不可能です。 AM の経済性は、少量から中量の生産に有利です

自分に適したアディティブ マニュファクチャリングのアプローチはどれですか?

アディティブ マニュファクチャリングのためにゼロから新しい部品を設計することは、パフォーマンスとコストの両方のメリットを最大化する最大の機会を提供します。時間がかかる可能性がありますが、「空白ページ」から始めることは、付加製造 (DFAM) の原則を使用してパーツを完全に最適化する方法です。

Fast Radius で扱うプロジェクトの大半は、2 番目のカテゴリに分類されます。つまり、AM を最適化するための既存の設計の変更です。このシナリオでは、ある企業が従来の製造方法ですでに製造している部品を持っており、積層造形への移行を模索しています。

2 番目と 3 番目のどちらのアプローチでも、最初のファイルは要件に応じて本格的な生産用に検証されます。これには、包括的な生産部品承認プロセス (PPAP) が必要になる場合があります。その後の注文は、単純で短納期の生産プロセスになります。 Fast Radius のような AM プロバイダーを使用することの大きなメリットの 1 つは、生産サイクルを加速し、場合によっては翌日に部品を納品できることです。

アディティブ マニュファクチャリング プロセス:ステップと決定事項

上記の 3 つのアプローチは、さまざまな製品開発プロセスにまたがっています。以下のワークフロー図に、これらのプロセスの主要なステップと決定ポイントの概要を示します。覚えておいてください:提案されたプロジェクトがどのカテゴリに分類されても、部品が必要なレベルの品質、信頼性、およびパフォーマンスで製造および提供されるように、AM プロバイダーからのエンドツーエンドのサポートが必要になります。

アディティブ マニュファクチャリング用に既存の部品を変更するプロセス

ステップ 1:AM 生産の強力なビジネス ケースを持つ部品を特定する

既存の部品を生産グレードのアディティブ マニュファクチャリングに適合させたい場合、最初のステップは、そうするための強力なビジネス ケースがあることを確認することです。

ビジネスの観点から付加製造プロセスに適した部品を特定するために協力できる Fast Radius のような会社を見つけることをお勧めします。ここでは、回転率の高いスペアパーツが適しています。元のパーツは射出成形で作られているかもしれませんが、追加技術を使用して同じ性能基準のスペアパーツを作ることができます。また、添加剤を使用すると単一部品を大量に注文できるため、倉庫保管コストを削減し、「在庫切れにならない」在庫プログラムを採用することもできます。

ステップ 2:パーツを設計する

AM 生産用にスペアパーツを変更する場合、完成したパーツの形状は、既存のアセンブリにシームレスに適合するように作成する必要があります。

このような場合、実際の設計作業では、パーツの形状に大きな変更を加えるのではなく、小さな設計変更を行って積層造形を最適化し、完成したパーツが重要な要求寸法を確実に満たすようにします。設計の反復中に、パーツが 1 つの重要な寸法 (つまり、クリップまたはギャップの直線寸法) の許容範囲を超えている場合は、安定した寸法を得るためにパーツを再設計または再配置する必要があります。基本的に、これは既存の設計から始めて、必要なリバース エンジニアリングを実行して、付加的な生産に適していることを意味します。

ステップ 3:材料とプロセスの選択

製造前に、用途に適した材料を特定し、部品を製造できる AM 技術とそれらの材料を比較する必要があります。

パーツに必要な性能要件 (モジュラス、引張り強度、圧縮強度など) から始めて、パーツが使用される環境 (要素にさらされる、コンプレッサー内など) を検討します。これらの要素を使用して適切な材料のリストを作成し、利用可能な AM 技術の利点と課題を比較してください。

アプリケーションに複数のプロセスと材料が受け入れられる場合、生産パートナーはそれらの各技術で作られたサンプル部品を印刷し、本格的な生産に適したものを決定することができます.

ステップ 4:反復的な製品設計とテスト

受け入れ可能な材料とプロセスのリストを選択したら、生産技術プロセスを開始できます。

本格的な生産に必要な寸法精度、性能、および外観のレベルに到達したら、3D プリント プロセスの変数を理解し、ロックインすることが重要です。必要な検査またはテストによって検証された要件を満たす部品が得られると、すべての生産情報が、部品の製造に必要なすべてを含むデジタル パッケージにコンパイルされます。 Fast Radius では、これをビルド パッケージと呼んでいます。ビルド パッケージには、造形パラメーター、後処理、およびパッケージングに関する考慮事項に関するすべての必要な情報が含まれています。これらの情報は、パーツが期待どおりに正確に製造および納品されることを保証するために必要です。その情報は、以下を含む要因に関連します:

• サポート構造の設計
• 削除ツールのサポート
• 表面仕上げパラメータ
• 硬化時間
• 治具と治具の説明

これらの詳細はすべて、アディティブ マニュファクチャリング プロセスから失敗を設計する方法を表しています。ビルド パッケージは基本的に、Fast Radius のような会社の誰でも世界中のどこにいても部品を確実に印刷できるようにするために必要なパラメーターをダイヤルインします。

ステップ 5:オンデマンド生産とグローバル フルフィルメント

パーツが承認されると、オンデマンドで生産され、世界中に配送される準備が整います。

オンデマンド製造は、AM 生産の重要な利点です。基本的に、需要が生産を必要とするまでパーツをデジタルで保管できるため、長期にわたって販売および配布するスペアパーツの大量の在庫を物理的に倉庫に保管する必要がなくなります。 Fast Radius では、その効率性を最大限に高め、パーツ ファイルと関連する仮想ツール パッケージの両方を仮想ウェアハウスに保存しています。

積層造形用の最終用途部品の設計と製造は反復的です。いずれかの時点で、パフォーマンス、寸法精度、または外観において部品がクライアントの期待に応えられない場合、製品開発プロセスを停止して、エンジニアが障害点を特定し、それを設計する方法を見つけることができます。

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付加製造設計プロセスのどこにいても、Fast Radius はエンド ツー エンドのサポートと付加設計の専門知識を提供して、アイデアを完成させることができます。開始するには、今すぐ私たちのチームに連絡してください。

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