アップテンポな製品開発の世界では、数値制御加工と高速プロトタイプ間の協力により、アイデアを現実に転化するコストが変化している。 革新の鍵は高速プロトタイプ設計である。 技術の進歩に伴い、数値制御高速成形技術は絶えず発展し、業界の構造を再構築する新しい傾向をもたらした。
高速成形の概要
高速成形では、3 Dコンピュータ支援設計（CAD）統計データを使用して物理コンポーネントを生成します。 通常、3 Dプリントは部品を製造するために使用されます。 材料を1つずつ積層することによって、増材層製造または3 D印刷と呼ばれるプロセスが3次元物品を製造することができる。
人々は通常、高速成形と3 D印刷時代を結合するが、高速成形方法には、数値制御加工、射出成形、プレス、真空鋳造などの高速加工プロセスも含まれる。 高速プロトタイプは、創造的な改良から最終的な試験まで、製品開発プロセスの任意のレベルで使用できます。 迅速なプロトタイプ設計により、製品開発サイクルが効果的に短縮され、デザイナーやエンジニアがアイデアを迅速かつ効率的にテストし、改善することができます。
高速プロトタイプ設計により、新しいバージョンと改良を迅速に設計できます。これにより、改良プロセスにおける早期の識別と問題解決に役立つリソースを提供できます。
CNC高速成形の利点
CNC高速プロトタイプ設計は、高速反復設計と製品を市場に展開するための優先的な方法となるように、一連の利点を提供しています。 次のような主な利点があります。
スピード：
従来の製造方法と比較して、CNC高速プロトタイプ製造はプロトタイプを迅速に生産することができる。 NC工作機械の自動化と精度は急速な回転を可能にし、新製品の全体的な開発サイクルと発売時間を短縮した。
コスト効果：
従来のプロトタイプ作成方法では高価なツールや設定コストがかかることが多いが、CNC高速プロトタイプ作成ではこれらの費用が最小限に抑えられている。 デジタル設計からプロトタイプを直接生産する能力により、高価な金型、金型、カスタムツールの需要がなくなり、コストが大幅に削減されます。
設計の柔軟性：
CNC高速プロトタイプ設計は、エンジニアやデザイナーが迅速に設計を反復し、改善できるように、比類のない設計の柔軟性を提供します。 数値制御加工により、複雑な幾何形状を容易に生産することができ、それによって革新的な設計と概念を探索することができる。
精度と精度：
数値制御工作機械は高いレベルの精度と正確性を実現し、原型が予想される設計仕様と緊密に一致することを確保することができる。 この精度レベルは、完全に製造される前に製品の性能、配合、機能を検証するために重要です。
材料の種類：
NC高速成形は、金属、プラスチック、複合材料、さらには先進的なエンジニアリング材料など、幅広い材料をサポートしています。 この多機能性により、エンジニアは強度、耐久性、耐熱性、その他の性能にかかわらず、その特定の用途要件に応じて最適な材料を選択することができます。
無駄を減らす：
CNCラピッド成形は減算製造プロセスであり、必要な部品を作成するためにソリッドブロックから材料を除去することを意味します。 3 D印刷などの増材製造方法に比べて、これは最小の材料浪費をもたらし、3 D印刷では、余分な材料は印刷後に廃棄することができる。
拡張性：
CNCクイックプロトタイプ設計は中小規模量産品を生産するための理想的な選択肢ですが、必要に応じて、より大きな生産運転に拡張することもできます。 プロトタイプ設計のための同じCNCプログラムは、通常、プロトタイプ設計と製造段階との間のシームレスな移行と一貫性を実現するために、製造プロセスに適用することができます。
品質管理：
NCプロセスにより、製造される各プロトタイプが同じ高品質基準を満たすように、優れた再現性と一貫性が提供されます。 この信頼性は、設計上の欠陥やパフォーマンスの問題を特定するために、開発プロセスの早期に厳格なテストと検証を行うために重要です。
数値制御高速成形技術の発展傾向
ハイブリッド製造
現在、多くの数値制御高速成形サービスプロバイダは、加算と減算を組み合わせているので、この方法を好むようになっています。 この方法により、設計者は複雑な幾何形状、複雑な内部特徴、混合構造を作成することができますが、これらは従来の減算デジタル制御加工だけでは実現できません。 さらに、混合製造は、増材製造の速度と柔軟性を利用して基本部品を構築し、それを差し引いて正確な寸法を得ることで、原型生産プロセスを高速化します。 これにより、設計の可能性が高まり、全体的な時間が短縮され、カスタムプロトタイプの生産が可能になります。
3 Dプリントなどの増材製造技術とデジタル制御加工を結合することは、急速な成形の際立った傾向となっている。 この混合方法により、複雑な幾何形状及び複雑な設計を高精度及び高精度で製造することができる。
多軸加工：
これは顕著な利点を提供する別の傾向である。 これらのマシンは、切断ツールを複数の軸に同時に移動させることにより、精度と柔軟性を提供します。 これにより、従来の3軸マシンでは実現できなかった複雑なジオメトリ、機能、表面を元のデバイスメーカーが作成することができます。 改良された表面仕上げ、コンパクトな設定と精度により、多軸加工はプロトタイプの生産プロセスを加速し、高品質のプロトタイプを効率的に作成するのに役立ちます。
5軸から9軸までの多軸NC工作機械は、急速な成形の面でますます人気を集めている。 これらのマシンは、より高い柔軟性と単一の設定で複雑な部品を生産する能力を提供し、生産時間を削減し、効率を向上させます。
自動化とロボット：
計算と自動化システムとNC工作機械を統合し、プロトタイプ生産のワークフローを簡略化し、生産性、効率、一致性を高めた。 自動化ツールを使用した組立とテスト、ロボットを使用した材料処理、およびオンライン検査機能は、人為的な介入を減らし、重複エラーを最小限に抑え、欠陥を早期に識別するのに役立ちます。
自動化とロボット技術により生産プロセスが簡略化され、生産効率が向上します。 自動メス交換器、ロボットローダ/アンロードマシン、およびプロセス中の検査システムが採用されており、手動介入を減らし、加工操作を最適化します。
シミュレーションと仮想試作機：
物理加工を開始する前に、シミュレーションソフトウェアと仮想サンプルツールを使用して、加工プロセスのシミュレーション、ツールパスの解析、切削パラメータの最適化を行います。 これにより、潜在的な問題を特定し、エラーを最小限に抑え、プロトタイプの作成プロセスを迅速にすることができます。
持続可能性と環境保護の実践：
デジタル制御の急速な成形の中で、人々はますます持続可能性と環境保護の実践を重視している。 メーカーは、リサイクル可能な材料、省エネ加工技術、廃棄物削減戦略など、環境への影響を最小限に抑えるためのより環境に配慮した代替品を模索している。
NC加工を用いた迅速な製造により、正確で高品質な部品を迅速、経済的、効率的に提供することができます。 適切なサービスプロバイダがあれば、さまざまな金属やプラスチックを使用してCNCクイックプロトタイプを作成できます。 これらはいくつかの最新の傾向と発展にすぎず、NC加工を現在と未来の数年間でより信頼性とユーザーフレンドリーにすることができます。 これらにより、メーカーはCNCの高速プロトタイプ設計を迅速かつ安価に完了でき、市場投入時間を短縮できます。