「試作でうまくいったから製品化しようとしたのに少量だから断られた」
「少量でも希望通りの形状で製作したい」
そんなお悩みやご希望をお持ちではないでしょうか？
アークでは金属や樹脂などの素材を幅広い加工方法で少量生産品をご提供することが可能です。こちらのページでは、アークが得意としている少量生産について詳しく解説していきます。具体的に少量生産を検討している方には特に参考になると思いますので、最後までチェックしてみてください。
アークが得意としている金属加工は「金属切削加工」と「板金加工」の2つです。この2つの加工方法があれば、大抵の製品形状を再現できてしまいます。順番に詳しく解説していきます。
【金属切削加工】
金属切削加工は、ドリルやエンドミルなどの切削工具を使って金属のブロックから製品形状を削り出していく加工方法です。円柱状の形状であればNC旋盤、それ以外の形状であればマシニングセンタなどを使用します。複雑な三次元形状であれば、5軸マシニングセンタを使用したり、NC旋盤やマシニングセンタを組み合わせて加工する場合もあります。
切削加工は形状の再現性が優れており、寸法精度が非常に高いので精密な製品の加工に最適です。反面、削る量が多いと加工に時間が掛かるため、複雑な形状やくり抜きする部分が多い製品ではコストが高くなりすぎる場合があるので注意が必要です。1つから加工できる手法なので、ロットが小さい場合は特におすすめです。
【板金加工】
板金加工は、金属の板を切ったり曲げたりする加工方法です。ケースやカバーといった大型の製品や、パーツを固定するためのブラケットなどの製作によく使われます。
材料の切り出しには、汎用型を使って型抜きをするタレットパンチプレスや、高温のレーザーで溶かして切るレーザー加工機などが用いられます。
曲げ加工では、特殊な形状でない限り汎用の金型を使用するブレーキプレスが用いられます。ブレーキプレスでは曲げる部分ひとつひとつを順番に曲げていきます。圧力や金型を調整することで、曲げ角度や曲げ幅を調整することが可能です。
溶接など、部品同士をつなぎ合わせたり、穴にタップ加工を施したりすることもできるので、組み立ててアッセンブリするような製品にも最適な加工方法です。
板金加工は、小ロットでも安価に製造できるのが特徴です。小ロット〜中ロットの生産に最適といえるでしょう。
開発試作段階から量産と同じ鋳鉄素材の型を内製で製作し、少量生産への試作型利用を可能にしました。
トリムピアスには3Dレーザー加工機を使用することでトリムピアス用の金型製作は不要となり少量生産のために新たに量産治工具を準備する必要はありません。圧倒的な初期投資削減、リードタイム短縮が可能です。
樹脂の場合は金属加工と異なり、熱で簡単に溶かしたり、液体を硬化させたりできるため、小ロットでも型を使った加工ができるようになります。アークが得意としているのは、次のような加工方法です。
・真空注型
・マイクロ波成形
・樹脂切削加工
・簡易金型成形
【真空注型】
真空注型は、マスターと呼ばれるモデルをもとにシリコンゴムで型を取り、シリコンゴムの型へ溶かした樹脂材料を流し込む加工方法。マスターモデルとシリコンゴム型の2つを作成する必要があります。実際の製品形状を切削加工や光造形機などを使って作成し、それをマスターモデルとして利用します。真空状態で樹脂を注型するので、隅々まで材料が行き渡るのが特徴です。
真空注型で使用する型は、シリコンゴム素材ですので、金属のような耐久性はありませんが簡単に作成でき、1つの型で1～20個程度の小ロットを安価に作成できるのが大きな強みです。20個を超えるような個数の場合は、シリコン型を新たに作成する必要があります。
インジェクション成型と比較して加工精度がやや劣る点と材料は二液性硬化のウレタンやエポキシのような樹脂に限られます。型がシリコンゴムの為、一般的な熱で溶ける熱可塑性樹脂は使用できないので注意が必要です。
【マイクロ波成形】
マイクロ波成形は真空注型と同じく、シリコンゴムの型を使用して成形する加工方法です。真空注型と異なるのは、型をマイクロ波で加熱して樹脂材料を溶かす点です。マイクロ波は電子レンジに使用されている原理と同じです。材料を熱で溶かして加工するため、使用する樹脂材料は一般的に幅広く使われている熱可塑性樹脂となります。
マイクロ波成形最大のメリットは、一般的な熱可塑性樹脂を利用できるため、インジェクション成形などで使われるものと同じ材料で低予算の小ロット加工ができる点です。量産前の強度テストなどを行う際にマイクロ波成形は最適な手法となるでしょう。
シリコンゴムの型を使用するため、1つの型で作成できるのは1～20個程度までに限定されます。それ以上の個数を量産するには、新たに型を作成する必要があります。
【樹脂切削加工】
樹脂切削加工は金属の切削加工と同じく、ドリルやエンドミルといった刃物を使ってブロック状の材料から削り出す加工方法です。製品が円柱形状であればNC旋盤、それ以外であればマシニングセンタで加工します。
型が不要な加工方法となるので、1個からの加工ができるのが強みです。加工精度が高いため精度を必要とする製品などに最適です。ひとつひとつ削り出していくため、量産個数が増えるとコストメリットが下がってくるため、あまり大きいロットには向きません。
【簡易金型成形】
簡易金型成形は、通常のインジェクション成形の金型を製品形状に影響する部分だけを入れ替えることができるようにする手法を指します。ベースとなる金型にアルミなどの素材で作ったカセット型を取り付けます。このようにすることで、加工する部分が減り、型製作に掛かる時間を節約し、なおかつ金型の材料費も削減できるというわけです。
通常の金型に比べて耐久性には劣りますが、実際の量産型とほぼ同じ条件で製品製造ができます。切削加工や真空注型などの加工方法よりもロット数が多い場合や、他の加工方法ではうまく加工ができない場合などに最適です。
簡易金型成形では省力的とはいえ、金型を作る必要があるため、他の少量生産の方法に比べて費用や納期が必要となってきます。少量生産でも数が多い場合や、精度が必要な場合などは簡易金型成形を検討してみるといいでしょう。
試作では量産性を考慮せず製品形状を設計してしまうケースも珍しくありません。試作でよく用いられる切削加工では、金型の抜き勾配などを気にしなくても加工ができてしまうからです。少量生産の場合は、加工の段取りなどを考えておかなければ、形状が少し違うだけで加工費用が大きく変わってくる場合があるので注意しましょう。
試作の段階から少量生産ではどんな加工方法を利用するのか決めておくことで、試作から少量生産へスムーズに移行が可能です。試作から少量生産をまとめてサポートできるアークにご相談頂ければ開発全体の費用や日程を抑えられるので是非ご相談ください。
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