数ブラウズ：0 著者：サイトエディタ 公開された： 2025-11-25 起源：パワード
製造ロジックは数量に応じて変わります。大量生産では、100,000 個の部品が生産されます。セットアップで小さな間違いを犯す可能性があります。高価なカスタム器具にお金をかけることができます。これらのコストを 100,000 で割ります。部品あたりのコストは低いままです。
少量生産 （10～500個）の場合は異なります。数学が変わります。非効率なコストを隠すことはできません。セットアップ時間が 1 分ごとに単価が増加します。あらゆるスクラップ部品は利益率を大幅に低下させます。少量生産の目標は「初めてでも正しく」です。
エンジニアは、少量生産を大量生産のように扱うことがよくあります。彼らは、技術的には可能でも経済的に間違った機能を設計します。フィーチャーは製造可能である可能性があります。ただし、小ロットの場合はコストが 2 倍になる可能性があります。この記事では、これらの高価な間違いに焦点を当てます。
BOEN Rapid には 20 年以上の経験があります。私たちはこうしたエラーを毎日目にしています。加工を開始する前にお客様が問題を修正できるようお手伝いします。私たちは製造可能性設計 (DFM) 分析を使用します。高度な 5 軸テクノロジーを使用しています。リスクとコストの削減をお手伝いします。
間違いの最初のカテゴリは、幾何学に関するものです。これらは CNC 加工の物理学に対抗する形状です。これらの形状を修正することがコストを削減する最も早い方法です。
これは最も一般的なエラーです。デザイナーは長方形のポケットを描きます。ポケットの内側のコーナーは完全に 90 度になっています。これはコンピュータの画面上では問題なく表示されます。それは機械工場に大きな問題を引き起こします。
CNC フライス工具は丸いです。回転して材料を切断します。丸いツールでは直角のコーナーを作成することはできません。それは、丸い釘を四角い穴に差し込もうとするようなものです。ツールは自然に半径を作成します。
あなたは直角の角を主張するかもしれません。メーカーには悪い選択肢が 2 つあります。まず、小さな道具を使って角を選びます。これは非常に遅いです。 2 つ目は、放電加工 (EDM) を使用できることです。 EDM にはカスタム電極が必要です。これは時間がかかり、コストがかかるプロセスです。これにより、少量実行の予算が無駄になります。
垂直の内側コーナーに半径 (フィレット) を追加します。工具半径を単に一致させるだけではありません。フィレは少し大きめにします。 6mm 工具（半径 3mm）を使用する場合は、半径 3.2mm で設計してください。
| 設計戦略 | 加工方法 | コストへの影響 |
|---|---|---|
| シャープコーナー (90°) | EDMまたは微細加工 | 非常に高い (回避) |
| 正確な工具半径 (R=r) | ストップアンドターン | 中（工具応力） |
| 特大半径 (R>r) | 連続切断 | 最低 (推奨) |
「特大半径」により、工具は停止せずに回転できます。これにより振動が軽減されます。表面仕上げを向上させます。工具寿命を延ばします。
デザイナーは多くの場合、深い資金を必要とします。彼らは、深さ 50 mm、幅わずか 5 mm のキャビティを設計するかもしれません。この比率は物理的な問題を引き起こします。
CNCツールは金属でできています。金属は硬いですが、無限ではありません。長くて細い工具はバネのような働きをします。素材に当たると曲がります。この曲がりは「たわみ」と呼ばれます。たわみにより工具は跳ね返ります。これを「おしゃべり」といいます。
ビビリにより部品の壁に醜い跡が残ります。表面仕上げが損なわれてしまいます。ひどい場合には、ツールが折れてしまいます。工具が壊れると機械が停止します。部品を破損する恐れがあります。これによりスクラップが発生します。
経験則: 深さは 工具直径の 4 倍に制限してください。ツールの幅が 5 mm の場合、深さは 20 mm を超えてはなりません。より深いポケットが必要な場合は、開口部を広くしてください。開口部が広いため、より厚く強力なツールを使用できます。
軽量化が人気です。設計者は重量を節約するために壁を非常に薄くしています。ただし、CNC 加工は大きな力を必要とするプロセスです。カッターが金属を押し込みます。金属が押し返します。
壁が薄すぎると強度がありません。紙のように動作します。カッターが当たると振動します。壁がツールから遠ざかる方向に曲がる可能性があります。加工後に内部応力により反る場合があります。
設計上の制限: * 金属: 壁の厚さを 0.5 mm より厚くしてください。 * プラスチック: 壁の厚さを 1.0 mm 以上にしてください。
より薄い壁も可能です。ただし、低速の切断速度が必要です。特別なサポート構造が必要になる場合があります。これによりコストが大幅に増加します。
ジオメトリが表示されます。戦略上のミスは目に見えない。それらは技術要件の中に隠れています。過剰なエンジニアリングは、少量生産において最も一般的な戦略的ミスです。
標準的なCNC加工は精密です。標準的な機械は +/- 0.125mm の公差を容易に保持します。ほとんどの機能にはこれで十分です。エンジニアは品質について心配することがよくあります。図面全体に厳しい公差 (+/- 0.01mm) が適用されます。これは「包括的許容範囲」です。
これは非常に高価です。公差が厳しい場合は追加の作業が必要になります。機械工は部品を常にチェックしなければなりません。より遅い「仕上げパス」を使用する必要があります。場合によっては、測定のために部品を温度管理された部屋に送る必要があるかもしれません。
必要な場合にのみ、厳しい公差を適用してください。 「嵌合フィーチャ」を特定します。これらは、他の部品と接触する表面です。例には、ベアリングの穴や位置合わせピンが含まれます。これらをしっかりと保管してください。残りは標準のままにします。
BOEN Rapid は ISO 13485 認証を取得しています。私たちは精度を理解しています。医療機器には厳しい公差が必要であることは承知しています。また、単純なエンクロージャではそうではないこともわかっています。精度とコストのバランスをお手伝いします。
材料の選択によりコストが決まります。これは原材料の価格にも当てはまります。加工時間についても同様です。
チタンは高価です。それも大変です。チタンの加工にはアルミニウムの3倍の時間がかかります。硬化工具鋼ではさらに遅くなります。機能上必要な場合を除き、これらのマテリアルを使用しないでください。 「強力なプロトタイプ」のためだけに使用しないでください。
| 材料の | 加工性の評価 | コスト要因 | 最適な使用例 |
|---|---|---|---|
| アルミニウム6061 | 高(簡単) | 1x (ベース) | 試作・構造部品 |
| ステンレス304 | 中（硬め） | 2倍 - 3倍 | 耐食性 |
| チタンGr5 | 低い（難しい） | 5倍～10倍 | 航空宇宙、医療 |
少量の検証には、アルミニウム 6061 またはデルリン (POM) から始めます。これらの材料は安いです。彼らは素早く切りました。これにより、設計ジオメトリを迅速に検証できます。
少量生産では、セットアップコストが最大の要因となります。セットアップコストは、NRE (Non-Recurring Engineering) とも呼ばれます。機械の準備にかかる費用です。これにはプログラミングとフィクスチャが含まれます。
立方体を想像してください。 6面すべてに穴が開いています。標準的な 3 軸加工機は上から切削します。この部分を作るには、オペレーターが手作業で作業する必要があります。
部品をクランプします。上部を機械加工します。
機械を停止してください。パーツのクランプを外します。チップをきれいにします。
パーツを裏返します。部品を再度クランプします。パーツを位置合わせします。
次の面を加工します。
これを6回繰り返します。これは遅いです。莫大な人件費が発生します。それは人的ミスを招きます。人間が部品を動かすたびに精度が低下します。
BOEN Rapid はでこれを解決します 、5 軸 CNC 加工。 5 軸機械が部品を自動的に移動します。 で部品の 5 つの側面に到達できます 1 回のセットアップ。部品を一度クランプします。残りは機械がやってくれます。これにより裏返す手間が省けます。これにより、フィーチャ間の完璧な位置合わせが保証されます。 NRE コストを大幅に削減します。
デザイナーはデジタルの世界で仕事をします。任意のサイズの穴を描くことができます。直径 3.14 mm の穴を描くとします。 CADではこれで問題ないようです。
現実の世界では、ツールには標準サイズがあります。標準ドリルは 3.0mm、3.1mm、3.2mm などです。3.14mm の穴には特別な工具が必要です。カスタムドリルビットの注文が必要になる場合があります。これには数日かかります。または、小型のエンドミルを使用して穴を円補間します。これは遅いです。
標準ドリルチャートを確認してください。標準の工具サイズに合わせて穴を設計します。これにより、既製のツールを使用できるようになります。すぐに生産がスピードアップします。
最後の間違いは生産前に起こります。審査プロセスを省略しているのです。顧客はファイルを送って「今すぐ作成してください」と言うことがよくありますが、 製造性設計 (DFM) 分析をスキップします。
DFM はセーフティ ネットです。 BOEN Rapid は 無料の DFM 分析を提供します。当社のエンジニアがお客様の CAD ファイルを確認します。鋭い角を特定します。深いポケットが見つかります。不可能な公差にはフラグを立てます。
このステップを省略すると危険です。必要な価格の 2 倍の価格のデザインを承認する場合があります。加工中に失敗した設計を承認する場合があります。 DFM レビューにより、変更を提案できます。より大きな半径を提案する場合があります。別の素材をご提案させていただく場合がございます。これらの提案によりコストが節約されます。
少量生産では、スピード、コスト、品質のバランスが重要です。効率よく大量生産する余裕はありません。最初から賢くなければなりません。
鋭利な内側の角は避けてください。壁の厚さに注意してください。必要な場合を除き、標準公差を使用してください。 5 軸テクノロジーを活用してセットアップの労力を軽減します。これらの戦略により、部品あたりのコストが削減されます。スクラップのリスクを軽減します。
単純な間違いで予算を台無しにしないでください。これらの課題を理解するパートナーと協力してください。
最終的な行動喚起: 今すぐ CAD ファイルを BOEN Rapid にアップロードしてください。入手してください 無料の DFM 分析を。当社の専門家が設計を最適化し、完璧でコスト効率の高い少量生産を実現します。
