プラスチックプロトタイプ製作：四つのプラスチックプロトタイピング技術を探る

プラスチックプロトタイプ製作：四つのプラスチックプロトタイピング技術を探る

プラスチック部品は、多くの場合、彼らは私たちの世界で果たした役割のために値する信用を得ることはありません。 コンピュータのキーボードからコーヒーカップの蓋まで、あなたがそれらを見つけることなく入る場所はほとんどありません。 しかし、すべてのプラスチック製品は試作品として始まりました。 これが、試作プラスチック部品を作るために利用可能な方法を見るためにここにいる理由です。 それに権利を取得してみましょう！

プラスチックプロトタイプの重要性

プロトタイピングは、ご存知のように、起業家や企業にとって強力なツールです。 これは、本格的な生産が開始される前に、物理的な製品を評価するのに役立ちます。 プラスチックプロトタイプはあなたのプラスチックプロダクトの物理的な表示をできるだけすぐに使用することを可能にする。

あなたはまた、潜在的な投資家にあなたのアイデアを提示し、彼らがそれらをテストすることを可能にする機会を持っています。 プロトタイププラスチック部品はあなたが進水する前にプロダクトの彼らの興味を正確に測るのを助けるようにあなたの潜在的な顧客に出す

このプロセスは、プロトタイピング企業の支援を受けた設計者に、プラスチック製品を作る前に適切な変更を加える機会を与えます。 最終的には、メーカーと最終製品のユーザーの利益の両方。 その他の利点は次のとおりです:

• プラスチックプロトタイプのさまざまな設計機能をテストする
• 設計機能を検証する
• 追加機能を開発するためのテストベンチマークを作成する
• 顧客からのフィードバックを容易にする
• 量産に先立ってプロトタイププラスチック部品の可能性のある欠陥や不規則性を特定する
• 製造効率のための定義の洗練を可能にする

プラスチックプロトタイプを開発する前に置くべきこと

プラスチックプロトタイプを製造する前に最初に推論することは、あなたのcadモデルです。 コンピュータ支援設計（CAD）モデルは、製品がどのように見えるべきかを示すあなたとメーカーを示すあなたの意図された製品のデジタル表現です。

CADモデルは、プラスチック部品がどのように適合し、製品全体として機能するかを示しています。 CADモデルを準備すると、視覚的または機能的な物理的なプロトタイプモデルを作成するのに役立ちます。

• ビジュアル–ビジュアルプロトタイプは、製品の最終的な外観のアイデアを提供します。 最終製品として機能するために視覚的なプロトタイプは必要ありません。 従って、3D印刷はそれらを開発する最も安く、最も速い方法を提供します。
• 機能性–一方、機能性プロトタイプは、材料から力学までの所望の最終製品を表す。 これらは、量産段階に移行する前に製品設計をテストするために使用できるプロトタイプのタイプです。

あなたが作りたいプラスチックプロトタイプのタイプにかかわらず、利用可能ないくつかの方法があります。 しかし、これらの方法のうち4つがより広く使用されています。 それらは含んでいます:

• 真空鋳造
• 3D印刷
• CNC加工
• 射出成形

プラスチックプロトタイプの製造プロセス

プラスチックプロトタイプの製造は、ラピッドプロトタイピングで最も柔軟なプロセスの一つです。 効果的にあなたのプロトタイププラスチック部品を製造するためにプロシージャの広範な配列の間で選ぶことができる。 このセクションでは、プラスチック試作のための最も効果的な方法の四つについて説明します。

真空鋳造

真空鋳造では、製作者はいくつかのプロトタイププラスチック部品を複製することができます。 マスターモデルを使用して、テストに適した部品を作成する必要があります。 プラスチックプロトタイプ製作のために真空鋳造を使用するとき、プロセスはシリコーン型に原料の注入を含みます。 しかし、シリコーン金型を作成する前に、マスターモデルが必要です。

マスターモデルは、3D印刷またはCNC加工を使用して作成することができます。 マスターモデルが完成すると、シリコーンベースの鋳造金型の開発が行われます。 原料は真空の鐘の瓶を使用して型キャビティに注入されます。 多くの場合、プロトタイプの正確な複製を与えるために、結果のキャストを硬化させるために約30-40分かかります。

真空鋳造は透明から不透明まで及ぶ材料の広い範囲と互換性があります。 なお、製作者は25までのプロトタイプを作り出すためにシリコーン型を再使用できる。 このプロセスは、製品開発と大量生産をより近くにするために、設計を迅速に実現するのに役立ちます。

プラスチックプロトタイプの真空鋳造を選択する利点

ラピッドプロトタイピングに真空鋳造を使用するいくつかのトップの理由は次のとおり:

• それは製作者が良い細部が付いている高精度プロトタイププラスチック部品を作るのを助けます。
• シリコンモールドは、短期間でいくつかの同一のプロトタイプを再現することができます。
• 複雑な形状の部品を製造するのに理想的なプロセスです。
• 適切な金型材料は、意図した最終製品と同じ品質のプロトタイプを与えます。
• 剛性、柔軟性、質感の異なる幅広いプラスチック材料に対応しています。

3Dプリンティング

添加剤製造または3Dプリンティングには、いくつかの製造技術が含まれています。 これは、製造業の世界を変革するインダストリー4.0に続く革新的な技術の一つです。 我々が言及したように、3D印刷は包括的な用語です。 3Dプロトタイププラスチック部品の製作のための最も普及した方法の3つは次のとおりです:

Fused Deposition Modeling(FDM)

FDM3D printingはプラスチックプロトタイプ製作で使用される3D印刷の最も普及した形態です。 このプロセスは最終製品が形作られるまでプラスチック材料の層によ層の沈殿のために放出を使用することを含みます。

産業等級FDMプリンターが使用されるとき、製作者は含まれる材料 それはまたPLA、ABS、ナイロン、PETG、ポリカーボネート、等を含む複数の材料と互換性がある適用範囲が広いプロシージャである。

Stereolithography(SLA)

FDMはフィラメントを発行しますが、SLA3D printingは3Dプロトタイププラスチック部品を作成するためにプラスチック樹脂材料を採用しています。 それは樹脂の大桶を使用して来るモデルを凝固させるのを助ける強力なレーザーを使用することを含みます。 製造業者は歯科、医学の、および一般的な消費者部品を含む複数のプロトタイピングの目的のためにこの方法を、使用する。

選択的レーザー焼結（SLS）

SLS技術はまた、高出力レーザーを利用しています。 しかし、SLAとは異なり、粉末材料を一緒に焼結して3Dモデルを形成します。 このプロセスは、FDMのより優れた印刷品質を備えています.あなたは、この方法で作成されたプロトタイププラスチック部品は、より機能的で、より高解像度であることがわかります. それらは一般にFDMの印刷物より耐久そして適用範囲が広いです。

プラスチックプロトタイプに3Dプリントを選択する利点

プラスチックプロトタイプを作成するために3Dプリントを使用することから、次の利点:

• 3Dプリントは、製造プロセスの全体的なコストを削減しながら、より迅速にプラスチックプロトタイプを作成するのに役立ちます。
• CADファイルを3Dプリンタソフトウェアに直接アップロードし、機械による効果的な読み取りを可能にし、よりスムーズなワークフローを可能にします。
• それはプロトタイププラスチック部品を作るとき製造業者が異なった材料をテストできるように適用範囲が広い材料の選択を可能にする。
• 3Dプリントでは、製品のCADファイルをプリンタに送信する前に更新することで、簡単に変更を加えることができます。 したがって、できるだけ多くの反復を非常に短い時間内に設計に行うことができます。
• 3Dプリンタを持つファブリケータは、通常、24時間以内に製品設計からプロトタイプを作成することができます。

CNC加工

CNC加工は、プラスチックプロトタイプ製作のための別の実行可能でテンポの速い方法を提供します。 この技術は材料の固体ブロックからのあなたの設計の3Dモデルを作成するのに用具の広い範囲を使用する。 プラスチック製のCNCプロトタイプを作成するには、減算プロセスが必要です。 つまり、材料は、添加プロセスである3D印刷とは異なり、固体ブロックから除去されています。 しかし、これは、製作者が異なる材料でプラスチックプロトタイプを作ることができないことを意味するものではありません。

デジタルフライス盤は、プロセスをより効果的にするのに役立ちます。 製作者はアップロードされた3Dファイルを使用してフライス盤を指示するために利用できるコンピュータとの適切なプロセス自動化を保障する。 プロトタイプCNCのプラスチック部品を作ることは型を使用して要求しません。 従って、それは費用効果が大きく、CNCのプラスチックプロトタイピングを始めるためにCADのレンダリングだけを必要とします。

あなたのプラスチックプロトタイプのためのCNC機械化の選択の利点

CNC機械化は次の利点を提供する最も有効な急速なプロトタイピングの技:

• それは注入型の工具細工を作り出さないでプロトタイププラスチック部品の適合、形態および機能をテストすることを可能にします。
• CNCの機械化は堅い許容のための高められた潜在性を、アンダーカットおよび糸およびサイズの限定提供する。
• この技術により、研磨から塗装、粉体塗装など、プロトタイプにいくつかの表面仕上げを作成することもできます。
• CNC加工は、プラスチックプロトタイプモデルの複雑さに応じて、迅速なターンアラウンドタイムを提供します。
• それはあなたの製作のための材料を選ぶことをもっと簡単にする材料の広範な範囲の使用を可能にする。
• 結果として得られるプロトタイプは、注入された部品に近い機械的特性を持つ傾向があり、結果は外観と所望の機能性に基づいて変化します。

射出成形

限られたプロトタイプ生産の操業のためのプラスチックプロトタイプ製作方法を必要とするとき、プラスチック射出成形を選ぶべき 射出成形は大量生産のために普及しているが、またプラスチックプロトタイプを作り出す貴重な手段を提供する。 この技術には、金属ダイの作成が含まれます。 その後、製造者はプラスチック樹脂を加熱されたバレルに送り、そこで混合され、金属ダイに強制的に注入される。

最後のステップは、プラスチックを固体成分に急速冷却することです。 結果は優秀な機械特性および良質の表面の終わりが付いているプロトタイプである。 それはABS、ポリエチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ヒップ、等のような普及したプラスチックの選択と互換性があります。 プロトタイププラスチック射出成形はあなたが完全な生産の操業のために必要とするそれに続く型のための基礎を置きます。 多くの企業は自動車、電子工学、医学の、および包装産業を含むこの方法を、利用する。

プラスチックプロトタイプの射出成形を選択する利点

プロトタイププラスチック射出成形には、次の利点があります:

• それは妥協の質なしで製品概念の速く、費用効果が大きいテストを可能にする。
• 射出成形は、最終製品の実際の、ほぼ完璧な複製を作成することにより、プラスチックプロトタイプの運用能力に迅速な洞察を得るのに役立ちます。
• この方法は、形状や重量の範囲の複雑な部品を製造するのに役立ちます。
• プラスチック射出成形は、医療分野など、かなりの試験や認証を必要とする産業に最適です。
• これは、最小限の生産実行のための最も効果的な方法です。

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プラスチックラピッドプロトタイピングの主な考慮事項

設計者は、アプリケーションに最適なプラスチックプロトタイピング方法を選択することが 試作品には様々な要求される品質があります。 初期段階ではプロトタイプと生産部品のおおよその類似点を持つことができますが、開発が発売に近づくときは密接に一致する必要があります。

したがって、プラスチック試作品の製造方法を選択する前に、いくつかの要因を考慮するのが最善です。 これらの主要なものには、

1が含まれます。 プラスチックプロトタイプの目的

あなたのプロトタイプの適用はあなたの最初考察べきです。 プラスチック製のプロトタイプは、様々な産業で、さまざまな理由で使用されています。 プロトタイプは、マーケティングや販売のための非機能テスト用である可能性があります。 一方、潜在的な消費者との機能テストのためのプロトタイプが必要な場合があります。 意図した最終製品の正確な色、形状、および表面仕上げを備えたプロトタイプ部品を製造する方法を選択する必要があります。

2. フォーム

あなたの設計には厳しい公差や複雑な内部機能が含まれていますか？ この質問への答えはあなたのプロトタイプのための正しいプロトタイピングの技術を選ぶのを助けます。 設計の幾何学に関しては、いくつかの製造オプションが制限されています。 そのうちのいくつかは経済的または費用効果が大きい場合もある前に製造業のための高レベル設計(DfM)の最適化を要求するかもしれません。 あなたのプラスチック部品の意図されていた幾何学に効果的に従うことができる技術は最もよい選択である。

3. ボリューム&コスト

部品のサイズとボリュームは、プロセスの最終コストと密接に関連しています。 あなたが作り出したいプロトタイプの総容積は右のプロトタイピングの技術を選ぶのを助けることの重要な役割を担います。 いくつかのプロセスは、安価な部品を生産しながら、セットアップや工具のためのより高いフロントコストを有することができます。 対照的に、他のプロセスは、起動コストは低いが、自動化の低下、サイクル時間の短縮、および人件費のために部品コストが増加する可能性がある。 量が増えても、そのようなプロセスのコストはわずかに削減されます。

4. リードタイム

プロトタイプをどのくらい早く必要とするかは、技術の選択にも影響します。 いくつかのプロトタイピングメソッドは、24時間以内にプロトタイプを作成するために自動化 しかし、いくつかの方法のためのツールやセットアップは、数週間までのリードタイムをプッシュすることができます。 非常に迅速にテストを行う必要がある場合は、部品を迅速に生産する方法を選択する必要があります。

5. 材料

あなたのプロトタイプは特定のストレスや緊張を我慢する必要がありますか？ 最適な材料を選択する前に、プロトタイプの審美的および機能的要件とコストのバランスをとる必要があります。 選択をする前に利用できるプラスチックプロトタイピングの技術のあなたの理想的な適用特徴を対比しなさい。

プラスチック試作品のコストは何ですか？

プラスチック試作品のコストにはいくつかの要因が影響します。 これらの要因には、使用される材料、部品の複雑さ、および使用されるプラスチックプロトタイプ製造技術が含まれます。 しかし、3D印刷は、一般的にCNC加工よりも安価です。 射出成形は、金型フライス加工コストのために、最初に言及したプロセスよりもやや高価です。

3Dプリントの固定費が低いことで、規模の経済性がゼロになります。 つまり、最初のコピーは最後のコピーと同じコストです。 CNC加工の固定費も低く、総コストは安定した速度で上昇します。 そのため、各部品のコストは、3D印刷で生産される同様の部品よりも少し高くなると予想されます。

プロトタイププラスチック射出成形コストのために、それは最初のいくつかの部品のために比較的高いです。 しかし、価格はボリュームが増加するにつれて低く急騰します。 プラスチックプロトタイプのコストは相対的であり、使用される方法と必要な量に大きく依存することは明らかである。

プラスチック試作技術	コスト
3Dプリント	安価
CNC加工	低いが、3D印刷よりも高い
射出成形	コストがかかりますが、ボリュームに応じて

結論

プラスチックプロトタイピングは、製造プロセスの品質成果を確保するための効果的な手段です。 しかし、プラスチックプロトタイプの成功は、利用可能なプロトタイピング技術の理解と、アプリケーションに最も効果的なものを選択することに プラスチックプロトタイプの開発についての詳細を知っているので、それは右の製造パートナーの選択によって比較優位を得る時間です。

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