プラスチックの機械加工プロトタイプを作成するにはどのような設備が必要ですか?

機械加工されたプラスチックのプロトタイプは、製品開発プロセスにおいて重要な役割を果たします。これにより、デザイナーやエンジニアは、大量生産に着手する前に、形状、フィット感、機能をテストできます。経験豊富な機械加工プラスチック試作のサプライヤーとして、私は高品質の試作品を製造するために適切な機器を使用することの重要性を理解しています。このブログ投稿では、機械加工されたプラスチックのプロトタイプを作成するために必要な必須の機器について詳しく説明します。

コンピュータ数値制御 (CNC) マシン

CNC マシンは、機械加工されたプラスチックのプロトタイプ製造の根幹です。これらの自動ツールは、事前にプログラムされたコンピューター ソフトウェアを使用して切削ツールの動きを制御します。高度な精度と再現性を備えているため、複雑なプラスチック部品の製造に最適です。

CNCフライス盤

CNC フライス盤は、切削工具を回転させてプラスチック ブロックから材料を除去するために使用されます。平面、穴、スロットなど、幅広い形状を作成できます。これらの機械には 3 軸、4 軸、5 軸などのさまざまな構成があり、5 軸ミルは最も汎用性が高く、1 つのセットアップで複数の角度からの加工が可能です。これは、複雑な形状のプロトタイプを作成する場合に特に役立ちます。たとえば、CNC製プラスチックナイロン旋削プロトタイプ、CNC フライス盤は、設計仕様に従ってナイロン素材を正確に成形できます。

CNC旋盤

CNC 旋盤は、切削工具を送り込んで材料を除去しながら、プラスチックのワークピースを回転させるように設計されています。これらは主に、シャフト、ブッシュ、チューブなどの円筒形または円形の部品を製造するために使用されます。旋盤は、旋削、フェーシング、ねじ切り、溝入れなどの操作を実行できます。プラスチックのプロトタイプの製造において、CNC 旋盤は高精度の直径と滑らかな表面仕上げを保証します。

3Dプリンター

3D プリンターはラピッド プロトタイピング業界に革命をもたらしました。プラスチック素材の層を積み上げて、デジタル モデルに基づいて 3 次元オブジェクトを作成します。プラスチックのプロトタイプに使用される 3D プリント技術にはいくつかの種類があります。

溶融堆積モデリング (FDM)

FDM は、プラスチック プロトタイプ用の最も一般的な 3D プリント技術の 1 つです。加熱されたノズルから熱可塑性フィラメントを押し出し、材料を層ごとに堆積させます。 FDM は比較的安価で、プロトタイプを迅速に作成できます。ただし、他の方法に比べて表面仕上げが粗くなり、印刷部品の機械的特性が制限される場合があります。

光造形 (SLA)

SLA はレーザーを使用して液体樹脂を固体プラスチックに硬化します。高解像度の印刷、滑らかな表面仕上げ、優れた寸法精度を実現します。このため、SLA は詳細で複雑なプラスチック プロトタイプの作成に適しています。たとえば、圧力センサートランスデューサー試作機、精度が重要な場合、SLA は優れたオプションとなります。

選択的レーザー焼結 (SLS)

SLS は、高出力レーザーを使用して粉末プラスチック材料を一緒に焼結します。複雑な形状の強力で機能的な部品を製造できます。 SLSは、高い機械的強度と耐久性が要求される試作品の作成に適しています。

切削工具

切削工具は、機械加工プロセス中にプラスチックワークピースから材料を除去するために不可欠です。加工作業やプラスチックの種類に応じて、さまざまな種類の切削工具が使用されます。

エンドミル

エンドミルは、CNC フライス加工操作でプラスチックにスロット、溝、プロファイルを切断するために使用されます。スクエアエンドミル、ボールエンドミル、コーナーラジアスエンドミルなど形状も豊富です。スクエアエンドミルは平底の切削に使用され、ボールエンドミルは曲面の作成に最適です。

ドリルビット

ドリルビットは、プラスチックの加工物に穴を開けるために使用されます。プラスチックには高速度鋼 (HSS) ドリルビットが一般的に使用されますが、特に硬いプラスチックを加工する場合、超硬ドリルビットの方が優れた性能と長い工具寿命を実現できます。

旋削工具

CNC 旋盤では、プラスチック加工物の外径から材料を除去するために旋削工具が使用されます。これらの工具には、荒加工および仕上げ切削用の工具が含まれており、旋削加工の特定の要件に基づいてその形状をカスタマイズできます。

測定器

機械加工されたプラスチックのプロトタイプの製造では、正確な測定が非常に重要です。測定器は、プロトタイプが設計仕様を満たしていることを確認するために使用されます。

キャリパー

キャリパーは、長さ、幅、直径などのプロトタイプの寸法を測定するために使用されます。マニュアル版とデジタル版があります。デジタル ノギスは精度が高く、測定値をメートル法と帝国単位の両方で表示できます。

マイクロメーター

マイクロメーターはノギスに比べてさらに高精度の測定を実現します。プラスチック部品の厚さや小さな穴の直径など、非常に小さな寸法を高精度で測定するために使用されます。

三次元測定機 (CMM)

CMM は、プロトタイプ上の点の 3 次元座標を測定するために使用されます。複雑な形状の精度を検証し、部品が指定された公差を満たしていることを確認できます。 CMM はプローブを使用して部品の表面に触れ、データは専用のソフトウェアを使用して分析されます。

仕上げ装置

仕上げ装置は、プラスチック試作品の表面仕上げと外観を改善するために使用されます。

サンディングマシン

サンディングマシンは、プラスチックプロトタイプの表面を滑らかにするために使用されます。粗いエッジ、工具跡、その他の欠陥を除去できます。この目的には、ベルトサンダーとオービタルサンダーが一般的に使用されます。

研磨機

研磨機は、プラスチックのプロトタイプに高光沢仕上げを施すために使用されます。滑らかで光沢のある表面を実現するために、研磨剤と研磨パッドを使用します。

塗装設備

スプレーガンなどの塗装機器を使用して、プラスチックのプロトタイプに保護コーティングや装飾仕上げを施すことができます。これにより、プロトタイプの外観が向上するだけでなく、摩耗や環境要因に対する保護も提供されます。

鋳造設備

場合によっては、プラスチックのプロトタイプの作成に鋳造が使用されます。鋳造では、液体のプラスチック材料を型に流し込み、固化させます。たとえば、作成するとき、液体ウレタンと 3D プリント金型プロトタイプを使用した鋳造ポリウレタン モーター マウント ブッシング、特定の鋳造装置が必要です。

真空鋳造機

真空鋳造機は、マスター金型から高品質のプラスチック レプリカを作成するために使用されます。液体プラスチック素材から気泡を取り除き、滑らかで欠陥のない仕上がりを保証します。この機械は真空環境を作り出し、液体プラスチックが金型キャビティに完全に充填されるのを助けます。

樹脂ミキサー

樹脂ミキサーは、液体プラスチック樹脂のさまざまな成分を正確に組み合わせるために使用されます。適切な混合は、正しい化学反応と最終鋳造部品の望ましい特性を確保するために非常に重要です。

結論として、高品質の機械加工プラスチック プロトタイプを作成するには、CNC 機械や 3D プリンターから切削工具、測定器、仕上げ装置、鋳造装置に至るまで、高度な機器の組み合わせが必要です。各機器は、プロトタイプの望ましい形状、フィット感、機能を実現するために重要な役割を果たします。

当社のプラスチック機械加工試作サービスに興味がある場合、または生産プロセスについて質問がある場合は、調達に関するご相談についてお気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様の製品アイデアの実現をお手伝いいたします。

参考文献

• 「製造エンジニアリングとテクノロジー」S. Kalpakjian および S. Rajagopal 著
• MP Groover 著「現代製造の基礎: 材料、プロセス、およびシステム」