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いくつかの一般的なラピッドプロトタイピング法

プロトタイプは、サンプルと呼ばれることもあります。 名前が示すように、大規模生産の前に、製品の外観や構造の合理性を確認するために使用される製品の外観図や構造図に基づいて、通常、少数のサンプルが作成されます。

では、どの業界がプロトタイプ工場またはプロトタイプ企業の精密ユーザーですか? プロトタイプを検索したところ、自動車、家電、電化製品、玩具、医療機器、技術などの分野で需要が比較的強いことがわかりました。 これらの産業のプロトタイプとラピッドモールドは、中国で一般的に使用されています。CNC機械加工、SLA、SLS、SLM、FDM、真空複合金型、低圧注入、板金製造。 これらのプロトタイプ処理方法を、定義、使用する材料、使用するソフトウェア、機械加工可能な部品、長所と短所の点で比較します。



1. CNCの機械化
CNC機械加工は、プログラムされたプログラムに従ってツールパスを制御してプレート全体を切削することにより形成されるコンピューター数値制御工作機械です。 現在、中国で最も広く使用されているプロトタイピング手法です。 操作方法は複雑で、オペレーターは豊富な経験が必要です。
主にプラスチックや金属板の加工に使用されます。 これは、処理され、材料の削減技術である市場、上のすべてのプレートに切断することができます。 ある程度の円弧を持つ丸みを帯びた部品しか加工できませんが、直角内面の製品は直接加工できません。 直角の部品は、ワイヤーの切断/スパークなどのプロセスで実現する必要があります。


2. SLA
SLAは、3Dプリント技術の一種である3次元光硬化成形法です。 使用される材料のほとんどは樹脂であり、特定の波長と強度の紫外線レーザーで感光性樹脂の表面に焦点を合わせて層ごとに固化させ、最終的には層ごとに固化して3次元のエンティティを形成します。
すべての3D印刷は、0から1までの付加技術です。 SLAは、最も成熟度の高い初期のラピッドプロトタイピング製造プロセスであり、CADデジタルモデルから直接プロトタイプ化されます。 処理速度は速く、生産サイクルは短く、切削工具や金型は必要ありません。複雑な構造形状のプロトタイプや金型、または従来の方法では成形が難しい金型を処理できます。
SLA機器は高価で、高い工場環境を必要とします。 プロトタイプが形成された後、強度、剛性、および耐熱性は制限され、これは長期保管には役立ちません。


3. SLS
SLSは選択的レーザー溶融であり、一種の3D印刷技術であり、現在成熟しているプロセス材料はワックスパウダーとプラスチックパウダーです。 レーザービームは、印刷中にタイル状の粉末を選択的に焼結します。 最初の層が完成したら、パウダーボックスを下げ、次の層のパウダーをレーザー焼結します。 パウダーボックスを取り出し、余分なパウダーを取り除くと、焼結部品ができます。
SLS製の原型は強度が高く靭性に優れています。 ベアリング、ギア、精密部品、電子部品の製造に使用できます。サポートが必要ないため、材料の利用率が高くなります。ただし、プロトタイプの処理中に汚染されます。速度は比較的遅いです。


4.SLM
SLMは、現在、金属3D印刷成形で最も一般的な技術である、選択領域のレーザー溶融成形技術です。 細かく焦点を合わせた光点を使用して、事前設定された金属粉末をすばやく溶融し、任意の形状と完全な冶金学的統合を備えた部品を直接入手します。その結果、製造密度は99%以上に達することがあります。
SLMでプロトタイプの金型を作成するプロセスでは、パーツが通常より複雑になるため、サポート材料を印刷する必要があります。 部品が完成したら、サポートを取り外し、部品の表面を処理する必要があるため、製造時間が長くなり、コストが高くなります。

5.FDM
FDMは溶融成形法であり、一般にワックス、ABS、ナイロンなどの熱可塑性材料であり、フィラメント状に供給されます。 ノズル内で材料を加熱溶融します。 ノズルは、成形品の断面プロファイルと充填軌道に沿って移動し、同時に溶融材料を押し出し、材料は急速に固化して周囲の材料と凝縮します。
FDMで試作金型を製作する過程で、価格は比較的安く、材料は安全で無害であり、金型費はかかりません。 さまざまな色を作り出すことができますが、中空の製品を印刷することはできません。
FDMで加工したプロトタイプは、明らかに縞があり、成形精度が比較的低く、支持構造の設計・製作が必要であり、成形時間が長くなります。


6.真空複合金型
真空コンパウンド金型は、製品のプロトタイプ(SLAまたはプロトタイプ処理など)を使用して、真空下でシリコーン金型を製造することです。 そして、真空下で注ぐためにPU素材を使用して、製品のプロトタイプと同じコピーを複製します。真空ラミネーションは現在、世界で最も一般的に使用されているプロトタイプ複製技術です。テクノロジーを使用して、製品のプロトタイプの材料を変更したり、プロトタイプを組み立てたり、製品の少量バッチ生産を行ったりすることができます。 製品開発中のパフォーマンステスト、市場プロモーション、検査、承認のニーズを満たすため。ゴム部品、透明部品、耐熱部品などを複製するために、さまざまなPU素材を使用できます。一般的なPU素材は、比較的脆く、強靭で、高温耐性があります。


7.低圧灌流
低圧注入は、低圧反応射出成形とも呼ばれ、成形品の迅速な生産に適用される新しいプロセスです。 二液型ポリウレタン材料を混合した後、常温・低圧環境下でラピッドモールドに射出します。 製品は、材料の重合、架橋、硬化などの化学的および物理的プロセスを通じて形成されます。
低圧注入生成プロトタイプ金型には、高効率、短い生産サイクル、シンプルなプロセス、低コストという利点があります。 製品開発の過程での小ロットの試作生産や、より簡単な被覆部品や大きな肉厚の壁や凹凸のある製品の少量生産の生産に適しています。

8.板金生産
板金製造は、鋼板、アルミニウム板、銅板などの金属板の加工であり、レーザー切断、スタンピング、曲げなどが含まれます。 板金加工の原材料の重要な特徴は、同じ部品の同じ厚さです。
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