アルミニウムプロトタイプ製造に適した方法を選択する方法

アルミニウムの理想的な物理的特性と優れた加工性により、アルミニウムは製品設計者にとって最も人気のある金属の選択肢の 1 つになっています。しかし、アルミ部品や部品を設計したとしても、プロトタイプを作成せずにこれらの部品を作り続けることは望ましくありません。

アルミニウムは、試作品の製造で最も一般的に使用される材料です。航空宇宙、医療、自動車産業など、さまざまな産業では、耐久性のある機械や構造部品が必要です。アルミニウムの試作品は強度があり、優れた溶接能力と耐腐食性を備えているため、製造作業に不可欠です。

メーカーは、さまざまな技術を使用してアルミニウムの試作品を作成しています。パーツ、数量、または形状に応じて、3D プリント、CNC 機械加工、アルミニウム鋳造サービスの使用を選択できます。

これらの方法にはそれぞれ長所と短所があります。選択を誤ると、ツールや製造コストが高くなり、部品が機能せず使用できなくなる可能性があります。

この記事では、一般的に使用されるアルミニウムのプロトタイプ作成方法を紹介し、プロトタイプ作成プロジェクトに最適な方法を理解するのに役立つことを願っています.

アルミニウム プロトタイプ製造とは

アルミニウム プロトタイプの製造は、アルミニウム ブロックからの迅速な製造プロセスです。このプロセスには、さまざまな技術とさまざまなマシンが含まれており、可能な限り最高の設計を考え出すことができます。

メーカーとデザイナーは、最終製品をできるだけ短い時間で発売しようとします。これは、時間とコストを節約するために行われます。そのため、元の製品に非常に近いサンプルが作成されました。

アルミニウム製品は大きな需要があり、さまざまな業界で多くの用途があります。高予算の製品を製造する前に、アルミニウム プロトタイプ メーカーは、設計を改良するのに役立つプロトタイプを作成します。

さまざまな形のアルミニウム プロトタイプ

方法 #1:CNC 加工

設計ファイルに基づくカスタマイズされた処理

CNC 機械加工は、アルミニウム プロトタイプの作成に使用される最も一般的な機械加工方法の 1 つです。この機械加工プロセスは、コンピューター入力に依存して機械加工ツールを正確に制御し、アルミニウム ワークピースの一部を取り除き、必要な部分を残します。また、サブトラクティブ製法のため、材料の無駄につながります。しかし、CNC 機械加工プロセスのユニークな点は何ですか?また、どのような場合に使用する必要があるのでしょうか?

CNC 機械加工は、高品質、優れた表面仕上げ、再現性を提供し、さまざまなアルミニウム合金と互換性があります。さらに重要なことには？ CNC 機械加工プロセスは 3D CAD モデルの作成から始まるため、リード タイムに影響を与えることなく、試作品間で設計をすばやく変更できます。

CNC 機械加工は、試作品のテストと製造に特に適しています。 4 軸および 5 軸の CNC フライス盤を使用すると、他の加工方法では処理が難しい複雑なプロトタイプを作成できます。

方法 #2:3D プリント

3D プリントは、アルミニウムのプロトタイプを作成するもう 1 つの一般的な方法であり、積層造形技術を使用して廃棄物を削減します。ダイレクト メタル レーザー焼結 (DMLS) 技術を使用して、3D プリント アルミニウム プロトタイプを作成できます。ここでは、高出力レーザーを使用して、粉末状のアルミニウム粒子を層ごとに焼結して、目的の形状を形成します。

CNC 機械加工プロセスと同様に、3D プリントは 3D CAD モデルに依存してアルミニウムの試作品を正確に作成します。その最小フィーチャ サイズは 0.25 mm ～ 0.8 mm の範囲であり、複雑な内部断面を持つ複雑な形状の製造が可能です。ただし、3D プリントされたアルミニウムの試作品は安価ではなく、通常は追加の表面処理が必要です。

アルミニウム プロトタイプを作成するための 3D プリントは、通常、CNC 機械加工よりも費用がかかります。そのため、3D プリントは小さな部品、特にテスト バージョンや生産プロトタイプの製造に適しています。

方法 #3:インベストメント キャスティング

インベストメント キャスティングは、精密鋳造とも呼ばれ、アルミニウムの試作品を作るために何世紀にもわたって使用されてきた鋳造プロセスです。ここでは、ワックス模型で作った型に溶かしたアルミを流し込んでアルミパーツを作っています。専用の設備が必要なため、金型を作る工程に費用がかかります。したがって、1 つまたは 2 つのプロトタイプの金型を作成することは経済的に実行可能ではなく、大量生産に適しています。

インベストメント鋳造は、優れた表面仕上げ、厳格な寸法公差を提供し、さまざまなアルミニウム合金と互換性があります。さらに、インベストメント鋳造の材料の無駄は、CNC 機械加工の材料の無駄よりも少なくなります。このプロセスの唯一の欠点は、サイズの制限です。かさばるアルミニウム部品を作成している場合、これは最良の選択ではない可能性があります。

アルミニウム プロトタイプの利点

部品、その機能および強度要件に応じて、さまざまな材料を使用してプロトタイプを作成できます。しかし、審美的および機能的な理由から、アルミニウムが好ましい。アルミニウム プロトタイプを選択する利点の一部を次に示します。

優れた機能的パフォーマンス

一部のプロトタイプには機械的または機能的な影響はありませんが、他のプロトタイプを使用する必要があります。試作、ハイブリッド、および機能プロトタイプが機能します。したがって、優れた品質と強度が必要です。アルミニウムは、その優れた特性により、最適な金属になりました.

より高い耐熱性

プラスチックなどの安価なオプションと比較すると、アルミニウムのプロトタイプは極端な温度に対してより耐性があります.そのため、生産工程で劣化しにくくなります。

美学の向上

3D プリントまたは CNC 機械加工技術を使用するかどうかにかかわらず、金属プロトタイプは見栄えが良くなります。さらに、機能しないプロトタイプであっても、プラスチック部品よりも魅力的です。

費用対効果の高い

プラスチック部品と比較して、アルミニウムの試作品や金属製の部品ははるかに安価です。これは、金属の物性が部品交換の頻度を下げるためです。長期的には、これにより生産コストが削減されます。

テスト精度

CNCマシニングなどによる試作は精度が高い。さらに、アルミニウム合金は優れた品質を備えており、市場でのテスト用の部品を製造できます。

大量生産により適した

エンジニアがアルミニウムのプロトタイプを作成したら、顧客はそれを生産に使用できます。金属のプロトタイプを完成品にする方が簡単です。ただし、プロトタイプがプラスチック製の場合、大量生産で金属に変換することはできません.

スーパーストレングス

アルミニウム合金は、強度が高く、耐食性に優れ、可塑性に優れています。これらの優れた特性により、ほとんどの産業で広く使用されています。たとえば、航空業界では、アルミニウム部品が広く使用されています。この利点により、お客様は安心して高品質の部品と試作品を入手できます。

まとめ

ラピッド プロトタイピングは、理想的な形では作られません。正しい最終結果を得るには、処理と仕上げが必要です。中国のワンストップショップでは、設計から表面処理技術まで、これらすべてのサービスを提供しています。生成されたプロトタイプは、CNC フライス加工、CNC ターニング、研磨、陽極酸化などを経て、完璧なプロトタイプが完成します。これらのサービスにより、産業用ユーザーはプロトタイプを別の場所に持ち出す必要がなくなります。

10 年以上の経験を持つ ISO9001 認定の精密機械加工会社として、CNC フライス加工、旋削加工、研削加工、EDM、ワイヤー EDM などの CNC 金属加工サービスを得意としています。私たちはあなたのために何かできると信じています。設計を完成させるためのプロトタイプ会社をお探しの場合は、お気軽にお問い合わせください。