CNCラピッドプロトタイピングが製品開発を加速する理由

ラピッドプロトタイピングは、エンジニアが設計サイクルを短縮し、より速く反復することで、量産可能な最終設計に到達できる最新の製品開発手法です。

3Dプリントがラピッドプロトタイピング手法として普及していますが、多くの業界ではモデルや部品の製作においてCNCプロトタイプを他の手法よりも好んでいます。この手法の適用性はプロトタイプの性質によって異なります。プロトタイプの目的と製造材料を考慮することが重要です。

ご紹介する通り、CNCプロトタイピングサービスを提供する企業を選ぶことは大きなメリットをもたらします。SANS Machiningでは、お客様に優れた品質のプロトタイプ加工サービスを提供しています。

CNCプロトタイプ加工とは

CNCプロトタイピングは、3DソリッドモデルのCAD設計データを入力として使用し、コンピュータ制御の切削・フライス加工プロセスにより、ソリッド材料から直接部品を製造します。「減法」ラピッドプロトタイピングと呼ばれることもあり、3Dプリント（いわゆる「付加製造」）と比較されます。減法的な側面とは、CNCマシンが材料ブロックから材料を削り取り、CADモデルの仕様に合わせて最終部品を精密に生成することです。最新のCNCマシンを使用することで、この材料除去プロセスは要求の厳しい仕様にも効率的、迅速、正確に対応できます。この減法的性質により、CNCプロトタイプではほぼすべての切削可能な材料を使用できます。CNCプロトタイプサプライヤーは、少量のカスタマイズ製品やプロトタイプに優れた選択肢を提供し、正確な結果を実現します。

CNC加工プロトタイプの主なメリット

ラピッドプロトタイピングにおけるCNC加工は、コンピュータ制御機器の多くの利点を活かし、短時間でラピッドターンアラウンドのプロトタイプ、エンジニアリングモデル、高品質な最終用途部品を製造できます。以下は、ラピッドプロトタイピングプロジェクトでCNC加工を検討すべき主な理由です。

1. CNC加工は速い

機械とソフトウェアアプリケーションの改善により、金属や硬質プラスチックの複雑な形状を作る最も速く信頼性の高い方法の一つとなっています。

この速さはセットアップと加工時間の両方に適用されます。まず、最新のCAD/CAM設計ソフトウェアを使用して、三次元部品をGコード切削プログラムに変換し、数時間以内に多軸フライス盤に転送できます。

プログラム完了後、優れたフライス盤や旋盤は、驚異的な速さで数分で金属ブランクを完成品に変えます。プロトタイプCNC加工は、望む結果を得るのに多くの時間を要しません。大量生産に使用する場合でも、作業量が多くても高い生産性を発揮し、精度を心配する必要がありません。また、手作業では不可能な、オリジナルプロトタイプに限りなく近いプロトタイプを製造できます。希望の形状とサイズを設定すれば、マシンがそれに合わせて加工します。

休憩が必要な人間とは異なり、CNCマシンは1年365日、24時間稼働できます。メーカーはメンテナンスとアップグレードのためのみマシンを停止します。

2. CNC加工は正確

CNCプロトタイピングでは、通常CAD形式のコンピュータプログラムが三次元モデルを作成します。仕様がマシンのコンピュータに入力されると、それに従ってプロトタイプが生成されます。マシンはコンピュータソフトウェアの指示に従い、制御された動きで精密なモデルを作成します。

現代の機械工場では、コンピュータ制御切削工具以上に高い精度と精密さを持つ従来の方法はありません。このレベルの精度は通常、±0.05mmまたは50ミクロンの公差を生み出します。

ほとんどの商業用途では、これで十分な精度です。これは無制限の部品生産中に繰り返し達成可能な公差です。

制御された条件下で特殊な切削工具を使用すれば、航空宇宙、自動車、科学用途など非常に要求の厳しい分野で必要とされる、より厳しい公差を実現できます。

3. CNC加工には固定工具が不要

プラスチック射出成形や圧力鋳造などの一部製造プロセスは、硬化または半硬化鋼合金で作られた剛性の高い金型を必要とします。これらの工具の複雑さに応じて、通常数週間かけて製作されます。

CNCフライス加工と旋盤加工で使用される唯一の工具は、スピンドルで使用される硬化金属切削インサートです。さまざまな形状とタイプの切削インサートがワークピースに様々な切削機能を実行しますが、自動タレットに正しく配置されていれば、これらの工具を数秒で交換・取り替えできます。

4. CNC加工は設計変更が容易

Gコードプログラムの数行を変更するだけで、設計を非常に迅速に変更できます。これはプロトタイピングにおいて特に魅力的で、複数の異なるイテレーションをテストし、結果を即座に評価する機会を与えます。これにより、量産前に必要な修正を行え、大幅なコスト削減が可能です。手順を調整し、詳細な調整を「その場で」行うことで、追加コストなしで製品開発の総リードタイムを大幅に短縮できます。

5. CNC加工は多様な材料に対応

他のプロセスと比較して、CNC加工は多様な材料を使用できます。切削圧力で変形や溶解しない十分な硬さの材料であれば、CNCマシンは切削内容に影響されません。これは製品開発にも役立ち、わずかに異なる機械的特性や外観特性を持つ類似プロトタイプを作る際にも有効です。

6. CNC加工は幅広い用途に対応

CNCプロトタイピングは、航空宇宙、自動車、建設、医療、または精密で詳細な完成品を必要とするその他の業界など、あらゆる業界にメリットをもたらします。CNC加工によるプロトタイピングプロセスへの投資は、時間とコストのかかるエラーのリスクを軽減します。

7. 少ない労働力とコスト削減

各部品を個別に操作する人が必要な他のマシンとは異なり、結果を得るために最大2人しか必要ありません。1人が関連ソフトウェアを使用して各部品を処理し、もう1人が必要な設計を生成するようマシンを設定します。人的関与は指示を出すだけで、残りの作業はマシンが完了します。人的依存度の低下は、人的介入によるエラーの可能性を自動的に排除します。

多くの人を雇う必要がないため、プロトタイプCNC加工は経営者が人件費を大幅に削減できることも保証します。また、効率的に完璧なプロトタイプを生産できるため、市場投入後の製品修正コストを節約できます。その速さにより、実行段階に早く到達でき、生産サイクルを短縮してコストを削減できます。少額のメンテナンス費用のみで済みます。

私たちは数百万個の部品とラピッドプロトタイプを製造してきましたが、CNC加工は私たちの成功の大きな部分を占めています。デジタルCADファイルをアップロードして無料見積もりを取得し、それがどのようにあなたを支援できるかご確認ください。