生産用部品の製造方法

サブトラクティブ・マニュファクチャリング

伝統的な製造法としても知られる除去製造法では、目的の形状が得られるまで、より大きな材料片から材料を除去します。サブトラクティブ マニュファクチャリングは多くの場合、アディティブ マニュファクチャリングよりも高速であるため、大量のバッチ生産に適しています。ただし、特にツーリングとセットアップのコストを考慮すると、より高価になる可能性があり、一般的に廃棄物が多くなります。

一般的なサブトラクティブ マニュファクチャリングのタイプは次のとおりです。

❖ コンピュータ数値制御 (CNC) フライス加工。ある種類のCNC加工、CNC フライス加工では、切削工具を使用してソリッド ブロックから材料を除去し、完成品を作成します。金属、プラスチック、複合材などの材料で、精度と精度の高い部品を作成できます。

❖ CNC旋盤。また、CNC 加工の一種である CNC 旋削では、切削工具を使用して回転する固体から材料を除去します。通常、バルブやシャフトなどの円筒形のオブジェクトを作成するために使用されます。

❖ 板金加工。の板金加工では、設計図 (通常は DXF または CAD ファイル) に従って金属の平らなシートを切断または成形します。

積層造形

アディティブ マニュファクチャリング (3D プリンティングとも呼ばれます) は、材料をそれ自体の上に追加して部品を作成するプロセスを指します。従来の (減法による) 製造方法では不可能だった非常に複雑な形状を製造することができ、特に複雑な部品の小さなバッチを製造する場合に、廃棄物を減らし、より速く、より安価にすることができます。ただし、単純なパーツの作成は、サブトラクティブ マニュファクチャリングよりも遅くなる可能性があり、使用可能な材料の範囲は一般的に狭くなります。

アディティブ マニュファクチャリングの一般的なタイプは次のとおりです。

❖ 光造形法 (SLA)。レジン 3D プリンティングとも呼ばれる SLA は、光源として UV レーザーを使用してポリマーレジンを選択的に硬化させ、完成部品を作成します。

❖ 溶融堆積モデリング (FDM)。溶融フィラメント製造 (FFF) とも呼ばれます。FDM層ごとに部品を構築し、所定の経路に溶融材料を選択的に堆積させます。フィラメント状の熱可塑性ポリマーを使用して、最終的な物理オブジェクトを形成します。

❖ 選択的レーザー焼結 (SLS)。のSLS 3D プリント、レーザーはポリマー粉末の粒子を選択的に焼結し、それらを融合させて、層ごとに部品を構築します。

❖ マルチ ジェット フュージョン (MJF)。HP独自の3Dプリント技術として、MJF高い引張強度、微細な特徴の解像度、および明確に定義された機械的特性を備えた部品を一貫して迅速に提供できます

金属成形

金属成形では、機械的または熱的な方法で力を加えることにより、金属を所望の形状に成形します。プロセスは、金属と目的の形状に応じて、高温または低温のいずれかになります。金属成形で作成された部品は、通常、優れた強度と耐久性を備えています。また、通常、他の製造形態よりも材料の無駄が少なくなります。

金属成形の一般的なタイプは次のとおりです。

❖ 鍛造。金属を加熱し、圧縮力を加えて成形します。

❖ 押し出し。金属を金型に押し込んで、目的の形状またはプロファイルを作成します。

❖ 描画。金属を金型を通して引っ張って、希望の形状またはプロファイルを作成します。

❖ 曲がる。金属は、力を加えることで目的の形状に曲げられます。

鋳造 

鋳造は、金属、プラスチック、セラミックなどの液体材料を型に流し込み、目的の形状に凝固させる製造プロセスです。高い精度と再現性を備えた部品を作成するために使用されます。鋳造は、大量生産においても費用対効果の高い選択肢です。

一般的なキャストの種類は次のとおりです。

❖ 射出成形。によって部品を製造するために使用される製造プロセス溶融射出材料 (多くの場合プラスチック) を金型に入れます。その後、材料を冷却固化し、金型から完成品を取り出します。

❖ ダイカスト。ダイカストでは、溶融金属が高圧下で金型キャビティに押し込まれます。ダイカストは、複雑な形状を高い精度と再現性で製造するために使用されます。

製造可能性のための設計と生産のための部品

製造または製造可能性のための設計 (DFM) は、設計第一に重点を置いて部品またはツールを作成するエンジニアリング方法を指し、より効果的で安価な最終製品を可能にします。Hubs の自動 DFM 解析により、エンジニアと設計者は部品を製造する前に部品を作成、反復、簡素化、および最適化し、製造プロセス全体をより効率的にすることができます。製造しやすい部品を設計することで、製造時間とコストを削減でき、最終部品のエラーや欠陥のリスクも削減できます。

DFM 解析を使用して生産コストを最小限に抑えるためのヒント

❖ コンポーネントを最小限に抑えます。通常、パーツのコンポーネントが少ないほど、組み立て時間、リスクまたはエラー、および全体的なコストが低くなります。

❖ 可用性。利用可能な製造方法と設備で製造でき、比較的単純な設計を特徴とする部品は、製造がより簡単で安価です。

❖ 材料とコンポーネント。標準的な材料とコンポーネントを使用する部品は、コストを削減し、サプライ チェーン管理を簡素化し、交換部品を簡単に入手できるようにするのに役立ちます。

❖ 部品の向き。製造時の部品の向きを考慮してください。これにより、全体的な生産時間とコストを増加させるサポートやその他の追加機能の必要性を最小限に抑えることができます。

❖ アンダーカットを避ける。アンダーカットは、金型または治具から部品が簡単に取り外されないようにする機能です。アンダーカットを回避することで、生産時間とコストを削減し、最終部品の全体的な品質を向上させることができます。

生産用部品の製造コスト

生産用の部品を製造する場合、品質とコストのバランスを取ることが重要です。考慮すべきいくつかのコスト関連要因を次に示します。

❖ 材料。製造プロセスで使用される原材料のコストは、使用される材料の種類、入手可能性、および必要な数量によって異なります。

❖ ツール。製造工程で使用される機械、金型、およびその他の特殊なツールのコストを含みます。

❖ 生産量。一般に、生産する部品の量が多いほど、部品あたりのコストは低くなります。これは特に当てはまります射出成形、これにより、大量の注文に対して大きな規模の経済がもたらされます。

❖ リードタイム。時間に敏感なプロジェクトのために迅速に生産された部品は、多くの場合、リードタイムが長いプロジェクトよりもコストが高くなります。

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記事の出典：https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+加工