SLA 3Dプリンティングによる複数部品製品プロトタイプの検証

顧客が単一の部品ではなく、部品一式を必要とする場合、プロトタイププロジェクトはより複雑になります。

この米国プロジェクトでは、約5セットのプロトタイプをSLA 3Dプリンティングで製造しました。これらの部品は、設計がより最終的な製造段階に進む前の、顧客の初期製品検証に必要でした。

ビルドには、大型エンクロージャーセクション、テクスチャ加工されたリング状部品、ブラケット、ハンドル、フレーム、および多数の小型コンポーネントが含まれていました。これらの部品は同じ製品に属するため、顧客の本当の懸念は、単に各CADファイルが印刷できるかどうかではありませんでした。彼らは、手に取って、比較して、組み立てることができる物理的なコンポーネントを必要としていました。

そこで、SLAラピッドプロトタイピングが特に役立ちました。

プロジェクト概要

プロトタイプ1つではなく、部品一式

コンポーネントの多様性は、このプロジェクトの最も興味深い側面の一つです。

いくつかの大型シェル状の部品は、広い表面と深い内部領域を持っています。4つのリング状コンポーネントは、厚い壁と繰り返しの外部テクスチャを持っています。他の部品ははるかに小さく、狭い突起、穴、フレーム、および局所的な詳細を持っています。

それらをすべて同じプロトタイプバッチに入れることは、10個の同一の部品を印刷するのとは異なる課題を生み出しました。

各ジオメトリは個別に考慮する必要がありました。

大型ハウジングは、広い表面を制御するために慎重なオリエンテーションが必要な場合があります。円形コンポーネントは、全体的な形状を維持する必要があります。薄い突起は、ビルド中に十分なサポートを必要としますが、小さな機能的な詳細は、サポート除去とクリーニング中にそのまま維持する必要があります。

目標は単純でした：顧客のCADデータから使用可能な物理部品セットを生成し、製品が最初の実際の評価に進めるようにすること。

この段階で5セットを製造する理由

5セットは少量注文のように聞こえるかもしれませんが、初期製品開発にとってはまさに適切な数量である可能性があります。

この時点では、顧客は数百個の量産部品を必要としていませんでした。設計はまず物理的にチェックする必要がありました。

複数のプロトタイプセットが利用可能であれば、エンジニアリングチームは複数のアセンブリを扱ったり、結果を比較したり、生産用金型にコミットすることなく、さまざまな内部評価に部品を使用したりできます。

SLAは、設計変更があっても修正する金型がないため、この種のイテレーションを実用的になります。

テストでブラケットを移動する必要がある、ハウジングにクリアランスが必要である、またはインターフェースが期待どおりに整列しないことが判明した場合、次のプロトタイプビルドの前にCADファイルを改訂できます。

これは、私たちがしばしば初期段階の製品開発にSLA 3Dプリンティングを使用する理由の1つです。エンジニアが物理製品から学び続けている間、設計を柔軟に保ちます。

アセンブリは個々の部品よりも多くのことを教えてくれます

コンポーネントは単独では正しく見えても、すべてが組み合わさったときに問題を引き起こす可能性があります。

2つの部品が干渉する可能性があります。ギャップが予想よりも大きい場合があります。ハンドルに十分なクリアランスがない場合があります。取り付け機能は、技術的には正しいCAD位置にありますが、実際の組み立て中に不便であることが判明する場合があります。

プロトタイプをセットとして製造することで、顧客はこれらの問題を早期に発見する機会を得られます。

SLA部品を使用してレビューできます：

• 隣接するコンポーネント間の適合性；
• 全体のアセンブリ寸法とプロポーション；
• 取り付けおよび位置決め；
• 移動または接続部品の周囲のクリアランス；
• 組み立て中のアクセス性；
• ハウジングの整合性とギャップ；
• 外部形状と外観；
• 次のイテレーションに必要な設計変更。

R&Dチームにとって、これらの発見は、単に部品が公称CAD寸法と一致することを確認するよりも重要であることがよくあります。

1回のビルド、非常に異なるジオメトリ

写真も、カスタムSLAプロトタイプ製造がファイルをビルドプラットフォームに置いて開始ボタンを押す以上のものが必要な理由を示しています。

これらのコンポーネントは、印刷中にすべて同じように動作するわけではありません。

大きくて比較的平らな表面は、オリエンテーションに敏感になる可能性があります。深いエンクロージャーのジオメトリは、かなりのサポート構造を必要とする場合があります。小さなステムと突出した特徴は保護を必要としますが、テクスチャ加工されたリング状のコンポーネントは独自の表面とサポートの考慮事項を持っています。

したがって、製造前に、各部品のジオメトリを確認し、どのように配置およびサポートすべきかを決定します。

典型的な考慮事項には、壁の厚さ、長い突起、囲まれたまたはくぼんだ領域、広い表面、円形の機能、サポートの接触場所、および後で他のコンポーネントと相互作用する表面が含まれます。

これは、複数部品のプロトタイプでは特に重要になります。1つの損傷したブラケットまたは歪んだ接続機能は、それ以外は良好なコンポーネントセットが組み立てられない原因となる可能性があります。

顧客CADファイルから5つのプロトタイプセットへ

このプロジェクトでは、顧客の3D CADデータから製造が開始されました。

ファイルを無関係な印刷ジョブとして扱うのではなく、1つの開発プロジェクトに属するコンポーネントとしてレビューしました。部品は個々の構造に従ってSLA製造用に準備され、その後、印刷、サポート除去、クリーニング、および検査が行われました。

ワークフローは実用的に保たれました：

CADファイルレビュー＆rarr;部品オリエンテーション＆rarr;サポート準備＆rarr;SLAプリンティング＆rarr;サポート除去とクリーニング＆rarr;検査＆rarr;部品ソーティング＆rarr;梱包

部品ソーティングは小さな詳細ですが、出荷に多くの異なるコンポーネントが含まれている場合は重要です。

海外で複数の完全なセットを受け取る顧客にとって、部品を識別して組み立て用に整理できることは、混合プロトタイプの箱を受け取るよりもはるかに役立ちます。

SLAは開発のステップであり、必ずしも最終プロセスではありません

プロトタイプの製造方法が、量産のプロセスである必要はありません。

このプロジェクトでは、SLAが選択されました。なぜなら、当面の要件は約5セットの初期検証だったからです。その段階では、速度、設計の柔軟性、および多くの異なるジオメトリを生成できる能力は、数千個の同一の部品のプロセスを最適化することよりも重要でした。

プロトタイプが組み立てられ、評価された後、最終設計、材料要件、および予想される数量に応じて、次の製造ルートを選択できます。

一部のプロジェクトは、さらなるイテレーションのために3Dプリンティングのままです。他のプロジェクトは、CNC加工、真空鋳造、プロトタイプ射出成形、または生産用金型に進みます。

物理的な検証後にその決定を下すことで、次の段階に回避可能な設計問題を持ち込むリスクを減らすことができます。

初期製品開発のためのSLA 3Dプリンティングサービス

エンジニアリングチームにとって、プロトタイプの価値は、CADモデルを具体化することではありません。その価値は、部品が手に入ったときにチームが何を学ぶかということです。

この米国プロジェクトでは、非常に異なるサイズと構造のコンポーネントを含む約5セットが必要でした。SLA 3Dプリンティングは、顧客に、生産に進む前に、初期の適合性、組み立て、および設計評価のために部品一式を取得するための実用的な方法を提供しました。

YS Precisionは、産業および製品開発プロジェクト向けのカスタムSLA 3Dプリンティング、ラピッドプロトタイピング、および少量プロトタイプ製造をサポートしています。

プロトタイプが単一のコンポーネントではなく、アセンブリ全体で構成されている場合は、3D CADファイル、数量、およびテスト要件をお送りください。部品を一緒にレビューし、最初のプロトタイプバッチを製造するための実用的な方法を決定できます。