アルミニウムの理想的な物理的特性と優れた作業性により、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。 ただし、アルミ部品や部品を設計したとしても、試作品を作らずにこれらの部品を作り続けたくはありません。
アルミニウムは、プロトタイプ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、自動車産業に至るまでの産業には、耐久性のある機械と構造部品が必要です。 アルミ製の試作品は、丈夫で溶接性に優れ、耐食性に優れているため、製造工程で欠かせません。
メーカーはさまざまな技術を使用してアルミニウムのプロトタイプを作成しています。 部品、数量、または形状に応じて、3D印刷、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。 間違った選択は、高いツールと製造コスト、機能しない、使用できない部品につながる可能性があります。
この記事では、一般的に使用されているアルミニウムのプロトタイピング方法を紹介し、プロトタイピング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。
アルミプロトタイプ製造とは？
アルミプロトタイプ製造は、アルミブロックからのラピッドプロトタイピングプロセスです。 このプロセスには、可能な限り最高の設計を考え出すためのさまざまなテクノロジーとさまざまなマシンが含まれます。
メーカーとデザイナーは、可能な限り短い時間で最終製品を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、アルミニウムのプロトタイプメーカーは、設計の改良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
デザインファイルに基づいてカスタマイズされた処理
CNC機械加工は、アルミニウムのプロトタイプを作成するため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工作機械を正確に制御し、アルミニウムワークピースの部品を取り外して必要な部品を残します。 また、サブトラクティブな製造方法として、材料の無駄になります。 しかし、CNC機械加工プロセスがユニークな理由は何ですか？いつ使用する必要がありますか？
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。 CNC機械加工プロセスは3DCAD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、プロトタイプ間で設計をすばやく変更できます。
CNC機械加工は、プロトタイプのテストと製造に特に適しています。 4軸および5軸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印刷は、廃棄物を削減するために積層造形技術を使用して、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す。 直接金属レーザー焼結（DMLS）技術を使用して、3Dプリントされたアルミニウムの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、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印刷は3DCADモデルに依存してアルミニウムのプロトタイプを正確に作成します。 その最小フィーチャーサイズは0.25mmから0.8mmの範囲であり、複雑な内部断面を持つ複雑な形状の製造を可能にします。 ただし、3D印刷されたアルミニウムのプロトタイプは安価ではなく、通常は追加の表面処理が必要です。
アルミニウムのプロトタイプを作成するための3D印刷は、通常、CNC機械加工よりも費用がかかります。 したがって、3D印刷は、小さな部品、特にテストバージョンや製品のプロトタイプの製造に適しています。
方法＃3：インベストメント鋳造
精密鋳造としても知られるインベストメント鋳造は、アルミニウムのプロトタイプを作るために使用される何世紀も前の鋳造プロセスです。 ここで、アルミニウム部品は、ワックスモデルで作られた型に溶融アルミニウムを注ぐことによって作られています。 特殊な設備が必要なため、金型の製作には費用がかかります。 したがって、1つまたは2つのプロトタイプ用の金型を作成することは経済的に実現可能ではなく、大量生産に適しています。
インベストメント鋳造は、優れた表面仕上げと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廃棄物は、CNC機械加工のそれよりも少ないです。 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製造している場合、これは最善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、強度の要件に応じて、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。 ただし、美的および機能的な理由からアルミニウムが好ましい。 アルミニウムのプロトタイプを選択する利点のいくつかを次に示します。
優れた機能性能
一部のプロトタイプには機械的または機能的な効果がありませんが、他のプロトタイプを使用する必要があります。 試作段階、ハイブリッド、および機能的な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。 したがって、製造プロセス中に劣化する可能性が低くなります。
より良い美学
3D印刷またはCNC機械加工技術のどちらを使用する場合でも、金属のプロトタイプの方が見栄えがします。 さらに、機能しないプロトタイプとしても、プラスチック部品よりも魅力的です。
費用対効果
プラスチック部品と比較して、アルミニウムのプロトタイプや金属製の部品ははるかに安価です。 これは、金属の物性により部品交換の頻度が少なくなるためです。 長期的には、これにより製造コストが削減されます。
テスト精度
CNC機械加工やその他のプロセスで作られたプロトタイプは高精度です。 さらに、アルミニウム合金は優れた品質を備えており、市場でテストするための部品を製造できます。
大量生産により適しています
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。 金属の試作品を完成品に変える方が簡単です。 ただし、試作品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、高強度、優れた耐食性、優れた可塑性を備えています。 これらの優れた特性により、ほとんどの業界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、お客様は高品質の部品とプロトタイプを安心して入手できます。
概要
ラピッドプロトタイピングは理想的な形では行われません。 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。 生成された試作品は、CNCフライス盤、CNC旋削、研磨、陽極酸化などを経て、完璧な試作品を完成させます。 これらのサービスを使用すると、産業ユーザーはプロトタイプを他の場所に持ち込む必要がありません。
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フライス盤、旋削、研削、EDM、ワイヤーEDMなどのCNC金属加工サービスに長けています。私たちはあなたのために何かできると信じています。 デザインを完成させるための試作品会社をお探しの場合は、お気軽にお問い合わせください。