CNC加工が依然として高精度の迅速なプロトタイピングサービスのバックボーンである理由

高速製品開発環境では、迅速なプロトタイピングサービスが自動車、航空宇宙、医療機器産業の基盤と見なされています。名前は速度だけを意味するかもしれませんが、迅速なプロトタイピングの主なオブジェクトはそれだけでなく、デザインがコンセプトから生産への移行の準備ができていることを保証する全体的なプロセスです。これには、機能的な検証、構造試験、および機械加工可能性評価が必要です。これは、プロトタイプが実際の条件に耐え、製造要件を満たすことができるかどうかを判断する3つの重要な柱です。

機能検証は、プロトタイプが意図したタスクを実行する場合です。それはエンジンの一部である可能性があり、たとえばギア、または車のダッシュボードの一部になる可能性があります。構造試験により、ストレス、振動、環境への影響に対する部分の耐性が決定されます。それまでの間、機械加工の実現可能性評価により、品質が妨げなくてもコストが急上昇することなく、設計を大量生産できるかどうかを保証します。

これらのニーズは、プロトタイピングの重要な問題、つまり速度、精度、信頼性を組み合わせて挑戦します。 3D印刷や添加剤の製造などの新興技術は注目を集め続けていますが、CNC加工サービスは、高精度の迅速なプロトタイピングの基礎となっています。

3D印刷の制限とCNCプロトタイピングの増加

添加剤の製造、特に3Dプリントの台頭は、紛れもなく迅速なプロトタイピングサービスを変革しました。複雑な形状の場合、設計の自由、短いターンアラウンド時間、および材料の無駄が少ないことを約束します。ただし、上記の3D印刷は、高精度、耐久性、および表面の品質を必要とする状況での制限の対象となります。

第一に、材料の強度は、ほとんどの3D印刷技術の重要な欠陥です。多くの添加剤製造プロセスは、ポリマーベースの材料または金属粉末を使用しています。これらの材料または金属粉末は、CNC加工サービスで使用されるビレット金属またはエンジニアリンググレードのプラスチックで達成されたのと同じ機械的特性を生成しません。構造ストレスまたは機能的荷重についてテストされたメンバーは、従来の3D印刷材料を使用して作られている場合にしばしば失敗します。

第二に、3Dプリンティングが達成できる寸法の精度と許容範囲は、CNC加工のものには及ばない傾向があります。層ベースの構造は異方性を導入し、反り、収縮、および/または不規則性を引き起こす可能性があります。これらはすべて、耐性を損ないます。表面仕上げは依然として挑戦です。印刷された部品は、しばしば滑らかにするために後処理を必要とすることが多く、時間と複雑さがかかります。

しかし、CNC機械加工されたプロトタイプは、固体金属またはエンジニアリンググレードのプラスチックブロックから作成でき、同様の機械的特性、より高い耐久性、および寸法の一貫性を備えています。このような属性は、機能テスト、精密アセンブリ、または規制検証に使用されるプロトタイプにとって重要です。

迅速なプロトタイピングサービスにおけるCNC加工

迅速なプロトタイピングサービスはさまざまなテクノロジーを提供しますが、CNCの機械加工サービスは、特定のエンジニアリング設定の下で好ましい技術の選択になる可能性があります。その必要性を判断するのに役立つ3つの次元があります。材料のニーズ、次元の精度、構造的複雑さです。

材料要件

アルミニウム、チタン、ステンレス鋼などの生産グレードの金属、またはPeekやDelrinなどの高性能プラスチックからプロトタイプコンポーネントを作成する必要がある場合、CNC加工はしばしば唯一の実用的なアプローチです。材料品種と材料の信頼性の制限の両方を備えた3Dプリントとは異なり、CNC加工サービスは、最終的な生産コンポーネントと同一の材料を使用したプロトタイピングを可能にします。この材料の忠実度は、プロトタイプの部品が実際の機械的/熱/化学試験にかける状況に不可欠です。

寸法精度

他の多くの場合、航空宇宙、医療機器、自動車工学などの産業では、許容範囲は±0.01 mmです。 CNC加工サービスは、このような許容範囲を継続的に再現でき、適合、アライメント、およびアセンブリを認定するために不可欠です。さらに、3D印刷には、層のシフトまたはワーピングの典型的な問題がないため、薄壁または複雑な部分の場合でも幾何学的な完全性が保証されます。

構造の複雑さ

3Dプリンティングは、さまざまな有機形状や内部空洞に適していますが、外部の複雑なジオメトリ、掘削精度の開口部、フラット交配面が必要な場合は、CNC加工サービスが優れています。機械式ハウジング、エンジン部品、備品などの既存の部品と編成される非マシンプロトタイプでは、アセンブリテストのためにCNC加工の剛性と再現性が必要です。

プロトタイピングから生産への移行の合理化

CNCプロトタイピングは、非常に正確な物理モデルを通じて、エンジニアが設計上の欠陥をすぐに特定するのに役立ちます。費用のかかるツール投資を行う前に、生産グレードの許容範囲に機械加工された部品は、不整合、干渉の問題、または製造可能性の問題を明らかにします。このような現実世界のフィードバックは、設計の反復を迅速に迅速にし、後期段階の設計変更の可能性を減らします。

さらに、同じCNC機器とプロセスをプロトタイプの作成に適用できるため、生産量が少ないため、初期の生産バッチに切り替えることが遮るものがありません。顧客の利益は、同等のプロトタイピングと最終製品の部分品質で構成されているため、検証の遅延が軽減されます。

たとえば、自動車用アプリケーションでは、CNCの機械加工サービスにより、製造業者は作業中の金属ブラケットまたは耐久性テストの対象となるエンジン部品をプロトタイプすることができます。検証されると、同じ機械加工パスを制限されたランのために生産用にスケーリングできますが、大量生産のツールはオンラインになりました。このような継続性は、市場と生産の信頼性を最大化します。

結論

新しい製造技術の台頭にもかかわらず、CNC加工は、特に精度、再現性、および材料の汎用性が最重要である場合、迅速なプロトタイピングでかけがえのない役割を果たし続けています。概念と生産の間のギャップを速度と精度で埋める能力により、エンジニアと製品開発者が信頼できるプロトタイプを実現できるようになります。品質と効率性の需要が高まるにつれて、CNCの加工は、関連性があるだけでなく、今日の競争環境における高精度のプロトタイピングに不可欠なままです。