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CAD/CAMとCNC加工が製品開発に革命をもたらす5つの方法

12月 17, 2024

CAD/CAMプログラミングとCNCマシニングは、現代の製品開発の最前線にあり、製品の設計と製造の方法を変革しています。モデルベースの定義、オンデマンド生産、マスカスタマイゼーションにより、これらのテクノロジーはワークフローを合理化し、比類のない精度と効率を実現します。この記事では、CAD/CAMとCNCマシニングが、プロトタイピングから精密製造まで、製品開発にどのような革命をもたらしているかをご紹介します。

ビットから原子へ：デジタル時代のCNC加工

この記事は、先進的なイノベーションが製品開発にどのような変化をもたらしているかを概観するイントロダクションから始まります。次に、CAD/CAMプログラミングを掘り下げ、モデルベースの定義とCNCプログラミングを取り上げます。次に、多軸加工について説明し、自由度の向上と複雑なプロトタイピングの機能を強調します。続いて、オンデマンド生産とマスカスタマイゼーションに焦点を当てた高度な製造について説明します。続いて、プロトタイプ開発のセクションでは、ラピッドプロトタイピングを可能にするCNC加工の役割を検証します。また、精密公差についても触れ、CNC加工精度の進歩について詳述しています。最後に、デジタル製造時代における製品開発の将来についての洞察と、CAD/CAMとCNCマシニングに関する主な質問に答えるFAQのセクションで締めくくられています。

高度な技術革新の反乱は、アイテムの計画や作成方法を変えました。コンピュータ支援設計/CAMプログラミングとCNC（PC数値制御）機械加工の進歩は、発案者と専門家に驚異的な方法でアイテムを想像し、試作する力を与えました。この記事では、多軸加工やモデルベースの定義など、コンピュータ化された組み立ての主要なパターンが、どのようにアイテム開発プロセスをスムーズにしているかを調査します。

CAD/CAMソフトウェア：デジタル製造のバックボーン

モデルベースの定義

コンピュータ支援設計プログラミングは、ファッショナーがバーチャルな環境で部品や集合体の3Dモデルを作成することを可能にします。モデルベースの定義では、数学、公差、材料、および完了を含むすべての適用可能な部分と収集データは、3Dモデルに埋め込むことができます。これにより、従来の紙ベースの図面が不要になり、生産者はCNCプログラミングと評価のためにコンピュータ支援設計情報を簡単にインポートできるようになります。

CNCプログラミング

コンピュータ支援設計モデルは、加工方法とGコードプログラムの時代のCAM（PCサポート組み立て）プログラミングに移行することができます。物理的に機械をプログラミングするのとは対照的に、CAMプログラミングはこの相互作用を機械化し、ミスを減らします。複雑な計算を多軸CNCマシンで効率的に加工することができます。インクルード・ベース・プログラミングは、コンピュータ支援設計モデルのハイライトを組立作業にマッピングします。

多軸加工

自由度の向上

従来の3軸CNCマシンは、X、Y、Zのトマホークに沿ってツールヘッドを動かします。回転トマホークを追加することで、1回のセットアップで非直線形状の加工が可能になります。4軸および5軸加工は、複雑なサーフェスにより多くの加工機会を与えます。加工間でパーツを再固定する必要がないため、段取り時間が短縮され、精度がさらに向上します。

複雑なプロトタイピング

多軸能力により、非常に複雑な金型、パスオン、プロトタイプ部品も、PCモデルからわずかな手作業で簡単に加工できます。これにより、複数の配置を含む従来の減法的戦略と比較して、リードタイムが短縮されます。最近では、手作業での作成または投影が必要であった複雑な計算も、1つのプログラムで加工できるようになりました。

デジタル製造

オンリクエスト・クリエーション

前進 3Dプリンティングそして CNC加工技術革新は、伝達された、オン・リクエストの製作能力を強化しました。オンライン・ステージは、クリエイターとメーカーをつなぐインターフェースであり、コンピュータ化されたプランを、必要なときに必要な場所で実際のアイテムに変換することができます。これにより、倉庫保管費用やリードタイムが削減され、慣習的な束の作成技術とは対照的です。

マス・カスタマイゼーション

コンピューターによる製造は、膨大な範囲のカスタマイズを可能にし、マス・カスタマイゼーションを実現します。色調、素材、数学的要素などの境界は、リクエストごとに変更することができます。機械化と組み合わせることで、オンリクエスト製造は、特にカスタマイズされたアイテムの大量生産と少量生産の両方のために合理的です。

プロトタイプ開発

CNCマシニングは、迅速な強調を可能にすることで、プロトタイプの開発プロセスをスピードアップします。追加コストのかかる装置や製作に集中する前に、完全に実用的なプロトタイプを通して計画を迅速に実証することができます。試作品の公差が狭いため、試作品が計画された目的に完全に一致することが保証されます。迅速なCNC加工は、アイテム開発サイクルを短縮し、生産的な承認学習入力サークルを通じて、新しいアイテムがより早く市場に到着することを可能にします。

精密公差

CAMプログラミング、CNC制御、加工焦点の進歩は、CNC加工で達成可能な精密公差を根本的にさらに発展させました。インフュージョン・シェイピングの公差に近づきつつある、より厳しい公差は、複雑な金属部品の試作や、後工程のラッピングの必要性を減少させながら、CNCを使用した効率的な製造を可能にしています。

結論

コンピュータ支援設計/CAMプログラミングのような高度な技術革新の交錯、 CNC加工と付加物質加工は、アイテムの計画と製造の方法を根底から覆しつつあります。多軸CNCは、計画から製造までの工程を円滑にする、広範な、オンリクエストの製造モデルへのシフトを促しました。多軸CNCは特に、非常に複雑な部品や工具を考慮して、正確に加工できる計算を拡張しました。ロボット化と組み合わせることで、スケールの大きなマス・カスタマイゼーションが可能になります。機械加工能力が進歩し続けるにつれ、CNCは、試作品から大量生産に至るまで、必要不可欠な生産戦略に変わりつつあります。これらの先進的な技術革新の相乗効果により、アイテム開発作業プロセスがさらにアップグレードされ、より生産的な承認、学習、絶え間ない改善サイクルを通じて、機械的ニーズや市場ニーズに迅速に対応できるようになります。