今日のペースの速い製造環境では、プラスチック製のプロトタイピングは、アイデアを具体的でテスト可能な製品に変えるための不可欠なステップになりました。本格的な生産に取り組む前に、企業はプロトタイプに依存して設計意図を検証し、機能を評価し、後の生産段階での費用のかかる間違いのリスクを最小限に抑えます。多くの場合、よく実行されたプラスチックプロトタイプは、概念と商業的に実行可能な製品の間の重要な橋渡しとして機能します。
では、プラスチック製のプロトタイプをどのように作成しますか?スマートデザインの決定、適切な資料、適切なものが含まれています製造方法 - この記事では、すべて段階的に分類されます。
プラスチックプロトタイピングは、プラスチック材料を使用した製品の初期の物理モデルまたはサンプルを作成するプロセスです。これらのプロトタイプは、製造業者が本格的な生産前に製品のフォーム、適合、機能、美学をテストおよび改良するのに役立ちます。このプロセスにより、エンジニアリングチームは設計の概念を検証し、潜在的な問題を特定し、ユーザーのフィードバックを収集し、製品が製造準備ができており、市場のニーズに合わせていることを確認できます。
デザインの成熟度に応じて、プロトタイプは最終製品のように見える、機能する、または非常に似ている場合があります。しかし、プロトタイプを分類する唯一の方法ではありません。以下は、それらを分類するために使用される追加の一般的な用語です。
これらのプロトタイプがより洗練されると、複数のテスト段階を経て、生産の準備ができます。これらのテスト段階は、設計の完全性、パフォーマンス、製造可能性を検証するために重要です。
一般的に使用されるテストには3つのタイプがあります。
初期の概念検証からプロダクション前のテストまでの製品開発サイクルでは、多様な目標を達成するために違いのない手法が採用されています。迅速な反復を優先する方法もあれば、最終製品の品質とパフォーマンスを再現することを目指している方法もあります。プラスチックプロトタイピングでは、4つの広く使用されている製造方法が、独自の利点と汎用性に対して際立っています。
3D印刷、または積層造形は、デジタルモデルから層ごとに材料層を追加することにより、3次元オブジェクトを構築するさまざまな手法を含む傘の用語です。これらの手法は、迅速なプロトタイピングと複数の反復をサポートし、金型やカスタムツールを必要とせずに複雑なジオメトリを生成できます。以下は、プラスチックプロトタイプを製造するための最も一般的な方法の3つです。
ウレタン鋳物としても知られる真空鋳造は、シリコン型とポリウレタン樹脂を使用して、高い表面の品質と細かい細部を備えたプラスチック部品を生産する低容量の製造方法です。このプロセスは、高品質の3Dプリントされたマスターモデルから始まります。これは、複雑なジオメトリと微妙な表面の特徴を複製できる柔軟なシリコン金型を作成するために使用されます。
この手法は、通常、設計が成熟し、一貫したプロトタイプの小さなバッチが必要な場合の後のプロトタイピング段階で使用されます。特に、機能的なプロトタイプ、プレゼンテーションモデル、およびケーシング、ハウジング、カバーなどのフィットチェックコンポーネントを作成するのに適しています。
特に、真空鋳造は、エンジニアリング検証テストのために10〜100ユニットを生産するための費用対効果の高いソリューションです。複数の同一の部品が必要な場合、特に短期レプリケーションの場合、3D印刷よりもユニットごとのコストが低いことがよくあります。さらに、シリコン型は金属型よりも安価ですが、寿命は限られており、通常は金型あたり20〜25部が生成されます。
CNC加工プラスチックコンピューター制御の工作機械を使用して、固体ブロックから材料を除去します。このプロセスは、緊密な許容範囲をサポートし、優れた再現性を提供し、細かいスレッド、アンダーカット、その他の複雑な機能など、複雑なジオメトリの作成を可能にします。
CNC加工は、多くの場合、高精度と強度を必要とする中間から副次的な段階の機能プロトタイプに使用されます。信頼できるフィット感、フォーム、および機能テストのための均一な材料特性を提供します。これは、層間の弱点に苦しむ可能性のある3D印刷のようなものではありません。また、このプロセスにより、さまざまな材料を使用することもでき、特定のニーズに最適なオプションを選択できる柔軟性が得られます。利用可能なサービスには、製粉、ターニング、ギアホブが含まれます。
射出成形は通常、プロトタイピングの最初の選択肢ではありません。なぜなら、それは長い時間がかかり、より多くの費用がかかるからです。ただし、Chiggoは、PVT(生産前の最終テスト段階であるPVT用のスチール型)を迅速かつ費用対効果的に生成できます。T1サンプル(生産ツールから生産された最初の部品)は10日間速く利用可能です。
さらに、100個以上のプラスチックプロトタイプを生産する場合、標準の金型ベースを備えたアルミニウムまたは3Dプリントされた金型を使用したクイックターンメソッドは、品質を犠牲にすることなく時間とコストの両方を削減できますが、通常は低精度を提供し、スチール型ほど耐久性がありません。
集合的に、4つのプラスチックプロトタイピング方法は、幅広いプラスチック樹脂材料をサポートしています。ただし、以下の表に示すように、各メソッドがサポートするものには違いがあります。
材料 | 3D印刷 | 真空鋳造 | CNC加工 | 射出成形 |
腹筋 | 良い | 良い | 素晴らしい | 素晴らしい |
ポリカーボネート(PC) | 公平 | 良い | 良い | 素晴らしい |
ポリプロピレン(PP) | 公平 | 公平 | 公平 | 素晴らしい |
ナイロン | 素晴らしい | 良い | 良い | 良い |
アクリル(PMMA) | 良い | 素晴らしい | 公平 | 良い |
ポリエチレン(PE) | 貧しい | 公平 | 公平 | 素晴らしい |
ポリラトン酸(PLA) | 素晴らしい | 公平 | 公平 | 公平 |
熱可塑性ポリウレタン(TPU) | 良い | 良い | 貧しい | 良い |
ポリエーテルエーテルケトン(ピーク) | 良い | 貧しい | 素晴らしい | 素晴らしい |
酢酸(POM) | 公平 | 良い | 素晴らしい | 素晴らしい |
ポリエチレンテレフタレート(PET) | 良い | 公平 | 良い | 素晴らしい |
塩化ポリビニル(PVC) | 公平 | 良い | 公平 | 素晴らしい |
それを覚えておいてください:
1.真空鋳造定格は、ベースポリマーの直接鋳造ではなく、類似のPU樹脂の実現可能性を反映しています。
2。3D印刷評価は、各材料の最も成熟した費用対効果の高い添加物プロセスに基づいています。
3.同じ素材は、メソッドに応じて異なる動作をすることができます。たとえば、CNCによって作成されたABS部分は、構造的な違いのために注入型の強度または仕上げと一致しない場合があります。
4.材料の選択と製造方法を常に現在のテストフェーズとパフォーマンスの目標に合わせてください。
次に、プラスチックのプロトタイプを構築する方法を段階的に説明し、途中で重要な考慮事項を強調します。
技術的なプロセスに入る前に、プロトタイプの目的と意図を特定することが重要です。アプリケーションは、どのタイプのプロトタイプが最も適しているかを決定します。
必要なプロトタイプのタイプを明確にしたら、2番目のステップは、プロトタイプのデジタル青写真として機能するCAD(コンピューター支援設計)モデルを作成することです。 CADモデルは、部品のジオメトリ、寸法、およびアセンブリインターフェイスを定義します。明確で適切に準備されたCADファイルは、あいまいさを減らし、生産エラーを最小限に抑え、プロトタイピングプロセスを加速できます。
製造可能性を確保するために、以下のポイントに従うことができます。
設計が完成したら、タイムライン、予算、材料のニーズ、パフォーマンス要件に合ったプロトタイピング方法を選択します。それぞれの方法は、独自の強みとトレードオフを提供します。一部の方法は急速な反復を支持しますが、他の方法は機能テストまたは生産の検証に優れています。以下の表は、あなたが決定するのに役立つさまざまな開発段階のコスト、リードタイム、および適合性に基づいて、4つの一般的なプロトタイピング方法を比較しています。
アイテム | 3D印刷 | 真空鋳造 | CNC加工 | 射出成形 |
ツーリングコスト | n/a | 低い | n/a | 高い |
単位コスト | 適度 | 高い | 高い | 低い |
数量 | 1-50 | 5-100 | 1-50 | 100以上 |
リードタイム | 数時間から数日 | 1〜2週間 | 3〜7日 | 2週間以上 |
プラスチック材料オプション | 適度 | 良い | 良い | 素晴らしい |
初期段階のプロトタイプ | 素晴らしい | 適度 | 良い | 貧しい |
美的 | 良い | 素晴らしい | 良い | 素晴らしい |
プロトタイプを形成し、適合します | 適度 | 良い | 良い | 素晴らしい |
機能プロトタイプ | 適度 | 良い | 素晴らしい | 素晴らしい |
プラスチックプロトタイピングは、設計を生産に橋渡しする重要なステップです。これは、デザインの問題を早期に特定し、リワークを最小限に抑え、高価なツーリングの変更を回避することでコストを削減するのに役立ちます。 Chiggoでは、単一のプロトタイプ、小規模なカスタマイズされた生産が必要な場合でも、本格的な製造に移行する準備ができている場合でも、カバーしています。経験豊富なエンジニアとデザイナーは、デザインを最適化し、スムーズに製造できるようにするために、お客様と緊密に協力しています。さらに、最低注文要件はありません。考えを考えていますか?今日お問い合わせくださいそして、それを生き返らせましょう!
鉄鋼は現代産業において最も基本的かつ重要な材料の 1 つであり、さまざまな用途に使用され、私たちの周りの多くの建物や構造物で毎日見られます。世界鉄鋼協会のデータによると、世界の鉄鋼生産量は2024 年に 19 億トンに達すると予想されています。< /a> 数千年前、人類は鉄鉱石からより強力で耐久性のある金属を抽出する方法を模索し始めました。冶金学の進歩により、鋼は徐々に純鉄よりも強く、丈夫で、より汎用性の高い材料になりました。同時に、これらの進歩はさまざまな鋼種の開発にもつながりました。 このうち、最も一般的なタイプは炭素鋼と合金鋼の 2 つです。一見すると似ているように見えますが、重要な違いが区別され、特定の用途では一方が他方よりも適しています。次の文章で各種類の鋼について詳しく説明し、適切な鋼を選択するのに役立つ明確な比較を提供します。 合金鋼とは何ですか? 合金鋼は主に鉄と炭素で構成され、クロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、バナジウムなどの合金元素がさまざまな割合で添加されています。これらの追加元素は合金鋼に利点をもたらし、強度、硬度、耐食性、耐摩耗性、靭性などの特性を向上させます。 合金元素の総重量パーセントが 5% を下回るか上回るかに応じて、合金鋼は一般に、低合金鋼と高合金鋼の 2 つのカテゴリに分類されます。最もよく使われるのは低合金タイプです。マンガンやシリコンなどの合金元素は、主に良好な延性と機械加工性を維持しながら、構造強度と溶接性を向上させます。生産コストが比較的低いため、一般的なエンジニアリング用途で人気があります。 炭素、マンガン、 シリコンに加えて高合金鋼には、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、バナジウムなどの元素が高い割合で組み込まれており、チタンやニオブなどの希少元素も含まれています。これらの元素により、耐食性、高温強度、耐摩耗性などの特性が向上し、要求の厳しいエンジニアリング シナリオに不可欠な材料となっています。 ここで、合金鋼で最も一般的に使用される 5 つの元素を見てみましょう。 クロム:A key component in stainless steel and some tool steels. The right amount of chromium can significantly improve corrosion resistance and positively affect hardness and wear resistance. ニッケル: Improves toughness, especially […]
プラスチック製造では、熱可塑性科学と熱硬化細胞は、射出成形、CNC加工、3D印刷、および押し出しで一般的に使用される2つの主要なプラスチック材料です。どちらもポリマーで作られており、これは長くて繰り返される分子の鎖で構成されています。顕微鏡の下では、熱可塑性は絡み合った自由に流れるロープのように見えますが、熱セットはしっかりと織られたネットワークに似ています。
陽極酸化の種類の違いは、陽極酸化アルミニウムのコストに直接影響します。通常、陽極酸化の最低料金は 65 ドルから 125 ドルの範囲で、これはタイプ II 陽極酸化に適用され、陽極酸化処理がすでに実行されている色 (クリアやブラックなど) にのみ適用されます。
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