アイデアの具体化 - 機械工学では、プロトタイプは モデルの迅速な入手を可能にし、製品開発を加速し、新しいコンセプトを視覚化し、設計ミスを大幅に削減します。 イグスは様々な 摺動アプリケーション 向けの特殊部品や試作品の製造において豊富な経験を有しており、お客様のプロジェクトに専門的なサポートを提供します。
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1. ラピッドプロトタイピング: オンライン3Dプリントサービスに迅速かつ容易にご希望の機能部品の3Dモデルをアップロードします。 ここでは、価格、素材選定がすぐに確認できます。 同時に、壁の厚さと部品の大きさに関して生産可能性がテストされます。 3Dプリントでは、耐摩耗性が従来の3Dプリント材料の最大50倍となる独自のすべり軸受材質のみを使用しています。
2. ラピッドツーリング(P2M): 既存の3Dプリント材質では満たすことができない特別な材質要件がある場合は、P2Mを使用します。また、試作品や量産前の小ロット品でも選択されます。P2M法では、樹脂や金属の射出成形金型を積層造形法で製造するため、従来の方法で製造された射出成形金型に比べて80％程度安価に製造することができます。 このようにして製造された金型は、その後、短納期でご希望の特別な耐摩耗性パーツを製造するために使用されます。 それらは複数の注文に使用することができ、さらなるコスト削減を可能にします。
3. 迅速な製造: お客様のアプリケーションのためのプロトタイプ材質と金型が有用であることが証明された場合は、それに最も適した製造方法を使用して、希望のコンポーネントを再注文することができます。 その方法としては、P2M (10～10,000個)、棒材からの機械加工 (10～10,000個)、通常の射出成形 (3,000個以上)、レーザー焼結 (1～10,000個) などが考えられます。 イグスは、製品開発のすべての段階でお客様をサポートします。
Easelink社（ドイツ、グラーツ）は、駐車時に電気自動車の底面と電源を自動的に接続する充電システム「マトリックス・チャージング」を開発しました。 経済的で高品質なシステムを設計するために、設計者は、積層造形を用いたイグリデュール材質製ギアのプロトタイプを選択しました。イグス3Dプリントサービスでは、サンプル部品を迅速に注文し、テストし、理想的なソリューションが得られるまで調整することができました。特に耐摩耗性に優れた自己潤滑性レーザー焼結材質のイグリデュールI6は、ギアやピニオンなど、通常定期的な潤滑やメンテナンスをしなければならず、頻繁に交換を必要とするような負荷のかかる部品の設計に最適です。
イグスの3Dプリントサービスで作製されたイグリデュール材質製すべり軸受のおかげで、カスタム設計が可能となり、当社の切断巻取機上のさまざまな用途で全く新しいソリューションを設計することができました。 現在3Dプリント製パーツは、量産用部品でも使用されています。 テストサンプル品を短納期で供給してもらえるため、新規開発も迅速に導入・試験することができます。
ウルリッヒ・ヴェッダー氏
Kampf Schneid- und Wickeltechnik社
眼科医のスリットランプは非常に動かしやすくなければならず、顕微鏡はあらゆる凹凸を40倍に拡大するため、その軸には高精度のガイドが必要となります。 この問題を解決するために、 A. R. C Laser社はイグスと協力して、カスタマイズされたソリューションを製造しました。 A.R.C.社で行われた試作品を使った厳しい耐久テストでは、 R. 顕微鏡アーム部の正確なベアリングが長寿命であることも証明されています。
FELLA社は、90年以上前から農業用機械を設計しています。 FELLA社が製造するヘイレーキはすべて、ロータリー設計を採用しています。一度に広い面積を処理することができるからです。
「もしこれらの部品が故障すると、回転式レーキは停止してしまします。このような事態が収穫期に発生することは避けなければなりません。 テスト段階に戻り、信頼性の高い回転防止機能が必要であることを認識しました。 量産開始以来、順調に稼働しています。 回転防止機能により、軸受はハウジング内にしっかりと固定されています。樹脂ベアリングは完璧にマッチしているので、今後も長く展開していくことが期待されます」
設計担当、 ユルゲン・リーデル氏
ラピッドプロトタイピングの定義: 機械工学では、「ラピッドプロトタイピング」とは、デジタル3Dモデルからサンプル部品を迅速に製造することを指します。一般的に「ラピッドプロトタイピング」は、積層造形のカテゴリーの一つですが、特に製品開発においては、実環境下で迅速に設計テストを行う方法として理解されています。
ラピッドプロトタイピングのメリット:
スピード - フィードバック、開発および市場参入の迅速化
製品開発プロセスを最適化した企業は、革新的なソリューションを求める競争に勝ちます。 ラピッドプロトタイピングとその生成プロセスにより、新しいコンセプトを迅速かつ反復的に実現し、テストし、簡単に適応させることができます。設計者とステークホルダーは、アプリケーションで直接、より迅速に完全機能のプロトタイプをテストし、フィードバックを提供することができるため、中間工程が不要になり、従来のプロトタイピング方法よりも早く完成品を仕上げることができます。
経済性 - 手間を削減、エラーの低減、低コスト
工場、特殊なツール、人手を省くことで、コストを削減します。 ラピッドプロトタイピングは、保管不要で調整にコストがかからないデジタルモデルをベースにしています。 プロトタイプからの3Dモデルは、可能な限り最高の結果を得るために必要な専門知識と様々なシステムの両方を持つ専門のサービスプロバイダによって、単品または少量のシリーズとして、低コストで迅速に製造することができます。 しかし、自社システムでの試作構築は、製造時間や外部サービスにかかるコストがなくなるため、頻繁に利用すれば利益が出る可能性があります。 開発の早い段階で機能的なプロトタイプを使用したテストを行うことで、最終製品の製造時のエラーのリスクを大幅に減らすことができます。
柔軟性 - 設計の幅を広げ、最適化、革新性を高める
積層造形法やP2M法では、これまで全く考えられなかった、あるいは実践することが非常に困難だったアイデアやデザインを実装することができます。 これにより、革新的なソリューションを迅速に実現、テスト、最適化、意図した通りに機能するまで改良することができます。また、試作品は手間をかけずに、必要な材質や様々な材質から製造し、アプリケーションで直接比較することができるため、材質選定のための多くの選択肢を広げます。 このため、複数の機能を直接確認するために、様々な材料の試作品を複数製造することが可能です。
サステナビリティ - プロセスの高速化、廃棄物の削減、リサイクル率の向上
生成的な製造方法は、除去製造法よりもはるかに無駄が少なく、必要な材料も少なくすみます。プリント後に除去しなければならないサポート材の作成を必要とする方法もありますが、選択的レーザー焼結のような方法のための未使用の粉末は、他の試作品のために再利用することが可能です。 P2Mで節約した時間と材料は、他のプロジェクトでも活用できます。
試作品の製造に使用される方法は、主にアプリケーションの要件に依存します。 サンプルの機械的特性は、材質だけでなく、プリント方法およびその具体的な実施形態によっても決定される。 また、製作する試作品の数や時間もプリント方法の選択に影響します。
レーザー焼結法
この方法は、カスタマイズされた個別の部品や最大10,000個のシリーズの製造に適しています。 この方法では、レーザーで熱可塑性粉末を層ごとに溶融させて希望の形状を作成します。この方法で作成した試作品は、特に負荷耐性が高いです。 強度、精度、価格に優れているため、イグスで最も頻繁に使用されている積層造形法です。 着色や研磨などの様々な仕上げオプションもご用意しております。
FDM (熱溶解積層方式)
特殊なプラスチックフィラメントをベースにして、この方法では特に堅牢な部品を少量で作成します。 FDM法の重要な利点は、高温や食品との接触などの特殊な要求に対応するための材料を幅広く選択できることと、様々な材料を比較的簡単に組み合わせて試作品を作ることができることです。 この方法では、レーザー焼結のように複雑な形状を簡単にプリントすることはできません。
ラピッドツーリング (P2M): 3Dプリント製金型から射出成形された部品
産業用プロトタイピング、機能的なプロトタイプの大量生産、および特殊な材質要件のために、射出成形金型を積層造形で製作することは、しばしば良いアイデアです。 すべてのプラスチックが3Dプリントに対応しているわけではないため、より多くの材質をご用意しています。この技術により、最終製品とほぼ同じ技術的なプロトタイプを製造することができますが、射出成形の特殊性により、3Dプリントされたプロトタイプよりも設計の自由度が制限されます。 成型樹脂素材等の要求に応じて、射出成形金型は金属製またはSLA法で製造されます
除去製造法：丸棒
丸棒から製造された試作品も、材質特性と機械的特性の両方をテスト段階の早期に確認し、その機能をフルに発揮した状態でテストすることができます。 この方法では、原料から必要なワークを製造するために、フライス加工などの方法で材料を機械的に除去します。この技術の利点は、最小の壁厚など、3Dプリントに存在するある種の制限を取り除いてくれることです。 丸棒を使った試作品の材質選定は、積層造形の場合に比べて、より多くの材質を選択することができます。 この方法のコスト面での優位性は、大量または特に単純な部品の生産にあります。
その他、よく使われるプロトタイピングの方法
イグスは上記の方法でプラスチック試作品を製造していますが、様々な材料の試作品製造の分野では、真空鋳造、輪郭加工、レーザー粉末成形、スペースパズル成形、層状積層板製造など、他にも様々な方法があります。
