CNC試作成功のための4つの実証済みベストプラクティス

試作は生産ライフサイクルの不可欠な段階であり、設計者とエンジニアがパーツ設計を製造開始前に完全に検証・最適化できるよう支援します。プロトタイプとモックアップは、概念実証のデモンストレーションや、特定の材料・性能特性のテストに使用できます。

用途に関わらず、試作は設計サイクルを短縮し、パーツを最終用途機能向けに最適化し、製品開発チームがコストのかかる再設計を引き起こす前に課題を予測し、コスト削減機会を見つけるのに役立ちます。最終的に、試作は生産をより効率的かつコスト効率よくします。

新技術が試作プロセスを洗練させています。積層造形（3Dプリント）は、例えばラピッドプロトタイピングの開発をもたらし、エンジニアと生産チームがこれまでより速く、経済的に精密で機能的なパーツを作れるようになりました。

3Dプリントがラピッドプロトタイピングでより一般的になりつつある一方で、CNC加工は依然として人気のオプションです。極限環境に耐えられる幅広い材料を使用できるため、加工プロトタイプは有用です。

ここでは、CNC加工による試作のベストプラクティスをいくつか紹介します。

プロトタイプをシンプルに保つ

金属はプラスチックよりはるかに高い温度と圧力に耐えられるため、加工金属は射出成形とダイカストで使用される金型と工具の作成に使われます。加工コストを低く抑える主な方法の一つは、プロトタイプ設計を合理化することです。

例えば、ドラフト（抜き勾配）は、ダイカストと射出成形パーツが損傷なく金型から排出されることを保証するために不可欠です。しかし、ドラフトには複雑で時間のかかる加工が必要で、試作段階では必要ない、またはリソースの経済的使用とは言えない場合があります。

さらに、アングルやアンダーカットのような形状は、複数のセットアップや特殊工具を必要とし、これらはプロトタイプの開発時間と生産コストを大幅に増加させる可能性があります。プロトタイプを提出する前に、開発中に確認するために絶対に必要な形状は何か、単にコストを増やすだけの形状は何かを検討してください。

工具形状を考慮した設計

回転はCNC加工操作の機能における核心要素であり、切削工具またはワークピースの軸方向特性をプロトタイプCNC加工に組み込む必要があります。

ほとんどの切削工具は円筒形で切削長が限られているため、すべての切削操作は工具の形状を帯びます。内部コーナーなどの形状はしたがって半径を持ち、半径が大きいほど機械時間は短縮されます。

内部形状も、切削工具の設計がパーツ設計で考慮されていない場合、追加またはより複雑な加工を必要とすることがあります。例えば、チームがパーツの外部嵌合形状が正しく設計されているかを検証したい場合、内部形状の加工を省略し、外側のみを加工します。CNC旋盤ラピッドプロトタイピング（ワークピースを回転させ、切削工具は回転させない）はネジやドアノブに優れていますが、軸対称でないパーツには不向きです。

標準公差を使用する

より厳しい公差は、特殊切削工具、詳細な加工、または追加の治具・固定具の組み合わせを必要とする場合があります。より厳しい公差が必要な場合、プロトタイプでこれらの制限達成の真のコストを示すことができます。これによりチームが公差スタックアップを見直し、緩和が選択肢かどうかを検討するきっかけになります。

注文数量を増やす

セットアップが伴うため、CNC加工は通常少量注文には使用されません。単位当たりコストがかなり高くなる可能性があるからです。これは、CNCプラスチックプロトタイプや金属プロトタイプを加工しようとするチームにとって潜在的な問題を生みます。しかし、一つの戦略は、プロトタイプ注文を数個増やしたときに見積もりがどう変わるかを見ることです。多くの場合、生産量をわずかに増やすだけで、大幅なオーバーヘッドを生まずに単価を劇的に下げられます。

熟練した製造パートナーと試作する

試作は、製造開始前にパーツ設計が完全に最適化されていることを保証する上で重要なステップです。CNC加工は、製品チームが加工プロセス固有の幾何学的要求に対応し、操作を合理化するよう努めれば、ラピッドプロトタイピングの非常に効率的な手法となり得ます。

Fast Radiusは、ここに挙げたベストプラクティスのような業界ノウハウの上に、世界有数のオンデマンド製造ビジネスを構築してきました。才能ある設計者、エンジニア、機械加工屋、技術者からなる当社チームは、数十年の専門知識をすべてのプロジェクトに持ち込み、生産ライフサイクル全体を通じてエンドツーエンドのサポートを提供します。現代の製造問題に対するより良く、より効率的な解決策の開発に努めています。それが、お客様がパーツの品質と一貫性に反映されていると実感していただけるものです。詳細については今すぐお問い合わせください。

より効率的な加工、金属パーツのラピッドプロトタイピング、当社の全製造能力について詳しく知りたい方は、Fast Radiusラーニングセンターをご覧ください。