ラピッド ツーリング: プロセス、利点、およびアプリケーション

の必要性 効率性と機敏性 絶え間なく変化する製造環境の中で、革新的なプロセスの開発につながりました。 そのひとつが「」というコンセプトです。ラピッドツーリング」 製品開発サイクルを短縮するには迅速なツールが不可欠であり、メーカーが設計をアイデアから現実に迅速に移行できるようになります。

ラピッド ツーリングは、プロトタイプ モールド、プロトタイプ ツーリング、ソフト ツーリングとも呼ばれます。 部品の入手が容易になります。 成形サイクルが短く、成形コストが低く、プロセスが簡単で、プロモーションが容易であることが特徴です。 さらに、迅速なツーリングは、全体的に優れた経済的利益をもたらしながら、特定の機能要件を満たすことができます。

この記事を読んで、ラピッド ツールの定義からさまざまなアプリケーションや利点まで、ラピッド ツールの基礎について学びましょう。

ラピッドツーリングとは何ですか?

ラピッド ツーリング プロセスには、製造目的の金型とツールを迅速に作成することが含まれます。 これは迅速製造アプローチの重要な側面であり、機能部品やプロトタイプのより迅速かつ効率的な製造を促進します。 ラピッドツーリングは、 ラピッドプロトタイピング そして伝統的なツーリング方法。 それは、 費用対効果が高く、時間を節約できる ソリューションを提供します。

ラピッドツールの主な目標は、 金型の製造工程。 これにより、メーカーは設計段階から実際の製造に迅速に移行できるようになります。 積層造形などの先進技術を通じて、 CNC加工、ラピッドツーリングにより、精度が向上し、リードタイムが短縮された金型や工具の製造が可能になります。 以下では、コスト、リードタイム、速度、材料、用途の観点からラピッドツーリングを他の製造プロセスと比較します。

ラピッドツーリングとラピッドプロトタイピング

ラピッド ツーリングとラピッド プロトタイピングは、ダイナミックな製造環境において重要な機能を果たします。 それぞれが製品開発の過程に独自に貢献します。 ラピッドツーリングが関係するのは、 生産ツールを迅速に作成する 効率的な量産を確保するのに対し、ラピッド プロトタイピングは次の点で優れています。 物理モデルを迅速に作成する 設計検証用。

以下に、ラピッド ツールとラピッド プロトタイピングの対比を示す表を示します。

	ラピッドツーリング	ラピッドプロトタイピング
費用	金型費が必要となるため、初期立ち上げ費用が高くなる場合があります。 ただし、低～中程度の生産量ではコスト効率が高くなります。	一般に、金型費用が不要なため、初期コストが低くなります。 金型費用が不要なため、初期段階の設計検証に最適です。
リードタイム	特に生産ツールの場合、リードタイムが短くなります。 迅速な製品開発サイクルに適しています。	プロトタイプ作成の迅速な対応。 全体的な製品開発時間への影響は限定的です。
材料	金型は通常金属でできており、製造されるワークピースはプラスチック部品や金属部品になります。	プラスチックや金属など、さまざまな素材に対応します。 多くの場合、最終製品の特性をシミュレートする材料が使用されます。
正確さ	一般に精度が高く、特に生産グレードのツールの場合に顕著です。 のアプリケーションに適しています。 少量 正確な要件。	プロトタイピングの目的に正確です。 最終生産においてラピッド ツーリングと同じレベルの精度を達成するには限界がある可能性があります。
複雑	複雑な形状を処理できます。 複雑なツール設計に適しています。	基本的な設計から中程度に複雑な設計までの視覚化とテストに最適です。 非常に複雑な形状では課題に直面する可能性があります。
申し込み	経済的な少量生産を必要とする産業に最適です。 小規模から中規模の生産に最適です。	主に設計の検証と迅速な反復に使用されます。 また、迅速な反復が不可欠な業界でも一般的です。

ラピッドツーリングと従来のツーリング

製造の世界では、CNC ラピッド ツーリングと従来のツーリングのどちらを選択するかが重要です。生産効率やコストに大きな影響を与える可能性があるためです。 迅速な生産ツール は強度と速度に優れ、変化する需要に対応する業界に対応します。一方、従来型ツーリングは強力で、長期にわたる大量生産に安定性と精度を提供します。

以下に、ラピッド ツーリングと従来のツーリングの対比を示す表を示します。

	ラピッドツーリング	従来のツーリング
費用	一般に、生産期間が短いほどコスト効率が高くなります。	初期コストが高くなりますが、大規模な生産では経済的になる可能性があります。
リードタイム	リードタイムが大幅に短縮されます。 市場の需要に迅速に対応するのに最適です。	特に複雑なツーリングの場合、リードタイムが長くなります。大規模な長期生産に信頼性があります。
材料	材料オプションが豊富で、さまざまな製造ニーズに適応します。 金型は主に金属材料で作られています。	幅広い材料をサポートしており、多くの場合、ラピッド ツーリングよりも多くのオプションがあり、多様な生産要件に適しています。 金型は主にスチール金属で作られています。
正確さ	一般に精度が高く、生産グレードのツールに適しています。	高い精度と精度を実現し、特に長期安定生産を実現します。
複雑	複雑な形状を扱うことができ、複雑な工具設計に適しています。	非常に複雑な形状や詳細な工具要件に最適です。
申し込み	柔軟性、迅速な適応、小規模から中規模の生産を必要とする業界に最適です。 製品開発プロジェクトの際の試作のみに使用されます。 90％ 必ず成功します。	大量生産および少量生産の前のテスト用サンプルとして機能します。

ラピッドツーリング vs ダイカスト成形

製造工程を開始するには、ラピッド ツールとツールのどちらを使用するかという重要な選択が必要です。 ダイカスト 成形。 どちらも制作に対する異なるアプローチを体現しています。 スピードと柔軟性を重視したラピッドツーリングは、複雑な部品を大規模に製造する際の効率性で知られるダイカスト成形とは対照的です。

以下の表は、ラピッドツーリングとダイカスト成形の対比を示しています。

	ラピッドツーリング	ダイカスト成形
費用	一般に、生産期間が短いほどコスト効率が高くなります。	初期工具コストが高くなる可能性がありますが、大量生産ではコスト効率が高くなります。
リードタイム	リードタイムが大幅に短縮され、市場の需要に迅速に対応するのに最適です。	最初のツールの作成には時間がかかる場合がありますが、セットアップが完了すると、生産リードタイムは比較的短くなり、大規模生産では効率的になります。
材料	金属およびプラスチック材料のオプションが豊富で、さまざまな製造ニーズに適応します。	さまざまな金属合金材料、特にアルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属に適しています。
正確さ	一般に精度が高く、生産グレードのツールに適しています。	精度と精度が高く、複雑で細かい部品に適しています。
複雑	複雑な形状を処理できるため、複雑なツール設計に適しています。	複雑で複雑な部品設計に最適で、高精細な再現が可能です。
申し込み	柔軟性、迅速な適応、小規模から中規模の生産を必要とする業界に最適です。	自動車、航空宇宙、エレクトロニクスなどの業界で複雑な部品の大量生産によく使用されます。

ラピッドツーリング vs 射出成形

各方法には明確な利点があります。 速度と適応性で知られるラピッドツーリングは、複雑な形状のプラスチック部品を大量に生産する効率で知られる射出成形とは対照的です。

以下に、ラピッド ツーリングと射出成形の対比を示す表を示します。

	ラピッドツーリング	射出成形
費用	金型が安価なため、コストが大幅に削減されます。	初期工具コストが高くなる可能性がありますが、大量生産ではコスト効率が高くなります。
リードタイム	リードタイムが大幅に短縮され、市場の需要に迅速に対応するのに最適です。	最初のツールの作成には時間がかかる場合がありますが、セットアップが完了すると、特に大量の場合、生産リードタイムが効率的になります。
材料	材料オプションが豊富で、さまざまな製造ニーズに適応します。	幅広い材料、特にプラスチックに対応しており、特定の特性に合わせてさまざまな添加剤に対応できます。
正確さ	一般に精度が高く、生産グレードのツールに適しています。	高い精度と精度が得られ、複雑で細かい部品に適しています。
複雑	複雑な形状を扱うことができ、複雑な工具設計に適しています。	複雑な部品設計に適しており、高いディテールの再現が可能です。
申し込み	柔軟性、迅速な適応、小規模から中規模の生産を必要とする業界に最適です。	自動車、消費財、医療機器など、さまざまな業界のプラスチック部品の大規模生産に一般的に使用されています。

ラピッドツーリングを作成する 2 つの方法

ラピッドツーリングを使用して金型を作成するには、XNUMX つの一般的な方法があります。 これらは直接的および間接的なラピッド ツールです。 このセクションでは、XNUMX つの方法と、それらが金型を作成する際にどのように使用できるかを説明します。

ダイレクトラピッドツーリング

ラピッドツーリングの直接的な方法には、キャビティ金型インサートと実際のコアの両方の作成が含まれます。 このアプローチの大きな利点の XNUMX つは、他の手段では実現が困難な形状を持つツールを生成できることです。 その一例は、金型からの熱放散が均一であり、冷却時間を約半分短縮するコンフォーマル冷却技術です。 66％。 これは、内部冷却チャネルを金型キャビティ内の輪郭と位置合わせすることによって実現されます。

ダイレクトラピッドツーリングの長所?

• リードタイムが短縮され、製造が迅速化されます (工具や金型の製造には数日または数週間かかります)。
• 必要なリソースが少なくなる場合もあります。
• 必要な手順はほんのわずかです。

ダイレクトラピッドツーリングの短所?

• この方法で作成されたプロトタイプは、通常、間接的なラピッド ツールで作成されたプロトタイプよりも堅牢性や耐久性が劣ります。
• CNC ラピッド プロトタイピング ツールや金型が壊れた場合、または別の材料を試したい場合は、プロセス全体を繰り返す必要があります。
• には適していない可能性があります 材料 または、耐久性のある金型やツールを使用して複雑な詳細を作成する必要があるデザイン。

間接的なラピッドツーリング

間接ラピッド ツーリングでは、積層造形マスター パターンを使用して金型またはダイを作成します。 多くのテクノロジが利用可能ですが、最も広く使用されているのは「ソフト ツール」テクノロジです。 ソフトツーリング法では、プラスチック部品にはシリコン型を使用し、金属インベストメント鋳造には犠牲モデルを使用します。

テストと実験は、間接的なラピッド ツールの目標です。 たとえば、さまざまな材料をテストし、すでに詳細な設計を行っている場合、間接ラピッド ツーリングは優れたソリューションです。 これは、同じマスターパターンから金型や複数のテストツールを簡単に作成できるようにするためです。

間接ラピッドツーリングの長所

• プロトタイプ作成プロセス全体を通じて、マスター パターンは強固で弾力性があり、壊れることはほとんどありません。
• デザインを変更しない限り、必要なマスター パターンはおそらく XNUMX つだけです。
• すべてのラピッドツールとモールドは同じマスターパターンから派生しているため、バリエーションが少なくなります。

間接ラピッドツーリングの短所?

• 生産時間はダイレクトラピッドツーリングよりも長くなります。
• 仲介業者が必要になるため、経費が増加する可能性があります。
• 強くて長持ちするマスターパターンを作成するには、より良い素材が必要になる場合があります。

以下の表は、直接および間接のラピッド ツールを使用して金型を作成するさまざまな手順を示しています。

ステップ	間接的なラピッドツーリング	ダイレクトラピッドツーリング
ステップ 1	次を使用してツールまたは金型をモデル化します。 コンピューター支援設計（CAD） ソフトウェアを使用して、WindowsXNUMX XNUMXビット上で動作する XNUMXTB RAID XNUMX を備えたデスクトップ コンピューターで録画されます。	CAD ソフトウェアを使用してマスター ツールまたは金型をモデル化します。
ステップ 2	ファイルをプリンターまたは機械に送信して、プロトタイプの作成に使用される実際の金型またはツールを作成します。 これは、3D プリンターを使用して希望の形状をゼロから作成する加法的な方法、または CNC マシンを使用して切断する減法的な方法で行うことができます。 原料 希望の形に。	プリンターまたは機械を使用してファイルを送信し、パターンと呼ばれるマスター モールドまたはツールを作成します。 このマスター パターンは多くの場合、非常に堅牢です。
ステップ 3	プロトタイプは、製造されたツールまたは金型から直接作成できます。	マスター パターンを使用して追加のツールや金型を作成します。 独自の特性を持つさまざまな素材を使用して、新しい金型やツールを作成することができます。 マスター パターンは、ソフト ツーリング (耐久性の低いツール) またはハード ツーリング (耐久性のある材料で作られたツール) に使用できます。 多くのツールや型は単一のマスター パターンから大量または少量で作成でき、それを利用してさらに多くのプロトタイプを作成できます。

ラピッドツーリングに使用できる材料は何ですか?

ラピッドツーリングに使用される材料は、ソフトツーリング材料とハードツーリング材料に分類できます。

ソフトツーリング

ソフトツーリングは、柔軟で弾性のある材料を利用して金型を作成し、さまざまな部品を製造する多用途の製造アプローチです。 ソフトツールは、ハードツールの硬い対応物とは対照的に、ウレタンやシリコーンゴムなどの材料で作られています。 これらは、特定の用途に特に適した独自の特性を備えています。

• ウレタン

ウレタンはソフトツールに使用される汎用素材です。 柔軟性と耐久性のユニークな組み合わせで知られています。 卓越した柔軟性により、特に複雑で複雑な部品形状を扱う場合、容易な離型が必要な用途に最適です。 ウレタンは、柔軟性にもかかわらず耐久性を維持できることでよく知られており、ソフトツールの寿命を保証します。

• シリコーンゴム

ソフトツーリングに欠かせないもう一つの素材は、 シリコーンゴム、優れた柔軟性と耐熱性で知られています。 シリコーン ゴムは優れた柔軟性を備えているため、複雑な形状や複雑なアンダーカットのある部品を型から外すのに最適です。 この特性と高温耐性の組み合わせにより、シリコーン ゴムは高い硬化温度または加工温度を必要とする成形用途に最適です。

ハードツーリング

• アルミ

アルミ 熱伝導率が良いことで知られる軽量の金属です。 これは、生産量が中程度のアプリケーションに特に適しています。 軽量であるため取り扱いが容易であり、熱伝導率により成形プロセス中の効率的な冷却に役立ちます。

• 鋼鉄

高い強度と耐久性で知られるスチールは、生産量の多いプロジェクトに好まれます。 その堅牢な特性により、広範囲かつ長期間の使用要求に耐える必要がある金型の作成に最適です。

• ステンレス鋼

ステンレス鋼 テーブルに耐食性をもたらし、湿気や腐食環境への曝露が懸念される用途に最適です。 耐久性と防錆性を兼ね備え、長寿命性を高め、さまざまな成形プロジェクトに適しています。

• チタン

チタンは、その強度対重量比と耐食性で知られており、ハードツールの先進的な選択肢です。 強度と重量のバランスが重要なプロジェクトに特に適しています。

• しっくい

石膏は金属ほど一般的ではありませんが、特定のハードツールのシナリオでは費用対効果の高い代替品となります。 石膏はコスト効率の高い材料ですが、一般に金属に比べて耐久性が劣ります。 手頃な価格なので、特にツールの寿命が重要ではない場合、予算に制約があるプロジェクトにとって魅力的な選択肢となります。

石膏は少量生産や試作に適しています。 使いやすさと金型作成機能により、より小規模な生産要件を持つプロジェクトにとって実用的なオプションになります。

ラピッドツーリングの応用

ラピッド ツーリングのさまざまな用途を次に示します。

CNC加工

CNC 機械加工におけるラピッド ツーリングには、機械加工プロセスで使用する金型やダイスなどのツールを迅速に作成することが含まれます。 これにより、プロトタイプやカスタム パーツを迅速に製造できます。 必要なツールを迅速に製造することでリードタイムが短縮され、メーカーは設計を迅速に繰り返すことができます。

CNC マシンはこれらのツールを使用して材料を正確に切断および成形し、複雑なコンポーネントを効率的に製造できるようにします。 CNC 加工におけるラピッド ツーリングの適応性は、 少量生産 スピードとカスタマイズが重要な場所で実行されます。

ダイカスト

ダイカストでは、ラピッドツーリングは、複雑で詳細な部品の製造に使用される金型の作成において極めて重要な役割を果たします。 これらの金型を迅速に製造することで、生産サイクルの加速が可能になり、工具のセットアップに必要な時間が短縮されます。

この速度は自動車や家庭用電化製品において特に重要です。 産業、迅速な対応時間が不可欠な場合。 迅速なツーリングプロセスにより、金型の準備が迅速に完了し、正確かつ詳細なコンポーネントの効率的な鋳造が容易になります。

板金製作

ラピッドツーリングには、金属シートを成形および形成するためのダイやパンチなどのツールを迅速に作成することが含まれます。 このプロセスは、プロトタイピングやカスタム エンクロージャにとって非常に重要です。 板金製造におけるラピッドツーリングにより、電子機器や機械の保護ケースを迅速に製造できます。

さらに、自動車産業では、ラピッドツーリングにより、車両のパネルや車体コンポーネントを形成するためのツールの迅速な作成が容易になります。 生産需要に応え、タイムリーなプロジェクトのマイルストーンを達成するには、ツールのセットアップの速度が不可欠です。

試作金型を作成する際の考慮事項

金型のプロトタイピングに取り組む場合、効果的かつ効率的な金型の設計と製造を確保するために、いくつかの重要な考慮事項が考慮されます。 これらの考慮事項には次のものが含まれます。

• 材料の選択

金型の材料の選択は非常に重要です。 ラピッドプロトタイプと製造プロセスの特定の要件に適合する必要があります。 材料の特性、耐久性、加工の容易さなどの要素を考慮する必要があります。

• 金型設計精度

金型の正確なサイズと滑らかな表面が最も重要です。 金型の構造は、プロトタイプの仕様を満たすように細心の注意を払って設計する必要があります。 さらに、設計は高い生産効率と容易な自動化を促進する必要があります。

• 生産効率とコスト

生産効率とコストのバランスが重要です。 金型の設計では、製造プロセスを最適化し、長寿命、低コスト、および経済的考慮事項の順守を確保する必要があります。

• 製造ニーズへの適応力

金型の構造とパラメータは、製造プロセスの要件と一致している必要があります。 適応性を高めるには、剛性、ガイド、アンロード機構、および位置決め方法を慎重に検討する必要があります。

• 摩耗部品と交換

金型内の摩耗部品は、簡単に交換できるように設計する必要があります。 この考慮は、金型の寿命を維持し、生産中のダウンタイムを最小限に抑えるために非常に重要です。

まとめ

ラピッドツーリングは、メーカーが好んで使用する一般的な方法です。 この技術により、メーカーは 製品開発のスピードアップ, 時間とお金を節約する 従来のツール手法と比較して、製品設計を迅速にテストおよび検証できます。 市場投入までの時間が短縮され、製品の品質とデザインが向上し、顧客満足度が向上します。 迅速なツーリングにより、メーカーは製品設計をより迅速かつ効率的に繰り返し、変更できるようになります。

At ジンティロン、 当社は、CAD ソフトウェアで生成された 3D モデルを含む、迅速なツーリング プロセスのためのカスタム設計の準備を支援するだけではなく、お客様に提供します。 さらに、お客様のソフトまたはハードツーリングの好み、予算、スケジュール、設計の複雑さ、材料、公差など、プロジェクト固有のさまざまな要因に基づいてツーリングの推奨事項を提供します。 お問い合わせください。 素早いツーリングサービスが必要な場合は、今すぐお問い合わせください。

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