CNC 기계
산업 제조
CNC 기계공과 엔지니어가 스케일 모델을 실제 유형의 제품으로 변환할 수 있는 신속한 프로토타이핑이 없으면 Microsoft는 최신 게임 콘솔을 과시할 정도로 흥분하거나 빨리 하지 않을 수 있습니다. All3DP에 따르면 "가장 강력한 게임 콘솔로 평가되는 이 콘솔은 거실에서 기본 4K 게임을 제공할 예정입니다."라고 합니다.
틀림없이, 빠른 프로토타이핑의 놀라운 혁신이 없었다면 성공으로 가는 길이 더 멀었을 것입니다.
Microsoft 및 기타 수많은 소규모 제조업체와 같은 브랜드에서 신속한 프로토타이핑이 중요한 이유는 무엇입니까? 기계 기술자와 엔지니어에게 신속한 프로토타이핑은 무엇을 의미합니까?
Tom Chi에게 묻는다면 빠른 프로토타이핑이 더 밝은 미래를 위한 빠른 솔루션을 제공하기 때문에 하늘은 정말 한계입니다. 신속한 프로토타입 제작의 의미는 시간과 비용을 크게 절약한다는 점에서 Microsoft와 같은 주요 기업과 마찬가지로 기업가에게도 판도를 바꿀 가능성이 있습니다.
그렇다면 래피드 프로토타이핑이란 무엇일까요? 이를 기계 가공 및 엔지니어링에 점점 더 통합하려는 움직임이 있는 이유는 무엇입니까?
이 프로세스를 이해하는 것은 우리의 설계를 그 어느 때보다 빠르게 제품으로 전환할 수 있는 가능성을 확장하는 데 중요합니다. 다음을 확인하고 신속한 프로토타이핑이 비즈니스를 혁신하고 수익을 높이는 데 얼마나 도움이 될 수 있는지 상상해 보십시오.
복잡한 프로세스를 지나치게 단순화할 위험이 있는 래피드 프로토타이핑은 "전체 규모 모델의 신속한 생성"으로 정의됩니다. 프로토타입이라는 단어는 라틴어 proto(원본)와 typus(모형)에서 유래했습니다.”
창조란 추상적인 창조를 의미하지 않습니다. 오히려 빠른 프로토타입은 손에 쥘 수 있는 유형의 물리적 창조물을 나타냅니다.
적층 제조 및 3D 프린팅을 따르는 현재 추세와 함께 다양한 유형의 래피드 프로토타이핑이 있습니다. 그러나 빼기 빠른 프로토타이핑은 여전히 주요 동인이며 특정 유형의 프로젝트 및 제품 디자인에 더 적합한 경우가 많습니다.
덧셈, 뺄셈 또는 이 둘의 조합을 수행하든 상관없이 빠른 프로토타이핑을 통해 디자이너는 모델에 생명을 불어넣을 수 있습니다. "이것은 종종 정교한 컴퓨터 지원 설계 또는 기타 조립 소프트웨어를 사용하여 수행되며 3D 프린터를 사용하여 물리적으로 구현됩니다."라고 Techopedia에서 정의한 대로입니다.
영국에 기반을 둔 3D Creation Lab의 팀은 "3D Rapid 프로토타이핑의 발전은 인력과 값비싼 도구를 제거함으로써 더 빠르고 저렴한 프로토타입 및 모델 제작을 가능하게 하여 회사와 발명가가 경쟁 제품과 디자인을 경쟁 제품보다 더 빨리 시장에 출시할 수 있도록 합니다. "
신속한 프로토타이핑이 제공해야 하는 모든 제품 가능성을 감안할 때 어딘가에 단점이 있다고 가정해야 합니다.
어떻게 이 혁신적인 것이 한두 가지 함정에 빠지지 않을 수 있겠습니까?
불가능합니다.
모든 전문가에게 신속한 프로토타이핑은 몇 가지 단점을 제시합니다. 그 중 가장 적은 것은 인력을 제거하여 CNC 기계공이 사용할 수 있는 작업의 수를 줄일 수 있다는 점입니다.
그러나 Rapid Prototyping의 미래에서 Soren Petersen Design Research Ph.D. 설계로부터의 이익의 저자 다음을 예측합니다.
이점은 다양하며 업계 전반에 걸쳐 계속해서 기준을 높이고 있습니다. 그러나 균형을 위해 동전의 양면을 잴 것입니다.
우리는 빠른 프로토타이핑의 장점을 다루었지만 간단히 요약하자면 속도와 비용으로 귀결됩니다. APT Mold는 래피드 프로토타이핑에 내재된 고객 서비스와 고객 만족 현실도 있다고 주장합니다.
시장에서 우위를 점하고… 이를 원하지 않는 기업이 어디 있겠습니까?
그 우위에는 물론 가격이 따르며 그 가격은 신속한 프로토타이핑의 단점을 나타냅니다. 빠른 시제품 제작에는 세 가지 주요 단점이 있습니다.
불행히도 단일 프로토타입에 집중할 때 터널 비전을 얻고 전체 프로젝트를 놓치기 쉽습니다. 여기서 함정은 제품 개발자가 (말 그대로) 프로토타입에 너무 집중하여 장기적으로 더 나은 것으로 입증될 수 있는 솔루션을 놓칠 가능성이 있다는 것입니다.
잘못된 고객의 손에 있는 프로토타입은 완제품으로 오인되어 부당하거나 성급하게 판단될 수 있습니다. 이것의 반대 측면은 프로토타입이 최종 제품보다 선호될 때 발생합니다. 두 경우 모두 이 프로토타입 뒤에 있는 엔지니어와 기계공에게 도움이 되지 않습니다.
그러나 신속한 프로토타이핑은 선택할 수 있는 옵션의 수를 제한하며 보다 간단한 프로젝트에 가장 적합할 수 있습니다.
그러나 다음 5개 브랜드에서 알 수 있듯이 이러한 잠재적인 함정에도 불구하고 신속한 프로토타이핑은 여전히 수익성이 높은 효과적인 수단입니다.
이들 5개 회사가 그들에게 신속한 프로토타이핑 작업을 제공하는 유일한 회사는 아니지만, 각 회사는 이 프로세스가 브랜드 제품 및 결론에 대해 무엇을 할 수 있는지를 보여줍니다.
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확실히 가명은 아니지만 Brightwake는 혈액을 구하여 생명을 구하는 연구 및 디자인 회사입니다. 또는 더 정확하게는 손실될 혈액을 재활용하는 것입니다.
Hemosep은 회사의 특징적인 기계로, 수술 중 손실된 혈액을 재활용할 수 있습니다. Hemosep을 만들기 위해 Brightwake는 신속한 프로토타이핑 프로세스로 3D 프린팅에 의존했습니다. 그렇게 함으로써 생산 공정이 96% 단축되었다고 합니다. 재정적 절감도 마찬가지로 상당하다고 가정하는 것이 안전합니다.
음악 애호가들은 Fender 브랜드가 아마추어 뮤지션과 Jimi Hendrix와 같은 록 전설 모두가 선호하는 악기 제조업체임을 즉시 알아볼 것입니다.
이미 빠른 시제품 제작 프로세스의 속도를 높이기 위해 Fender는 Stratasys 산업용 3D 프린터를 구입했으며 이제 앰프의 손잡이까지 자체 시제품을 제작합니다. 이러한 프로토타입을 만드는 리드 타임은 약 2주에서 하룻밤으로 단축되었습니다. 짧은 리드 타임이 더 긴 이윤과 동일하다고 가정하는 것이 안전합니다.
Ford와 같은 유명 자동차 제조업체도 예산 책정에 있어 신중을 기해야 합니다. 신속한 프로토타이핑은 "Ford의 강인함"을 가져왔고 회사는 플라스틱 및 금속 프로토타입 모두에 대해 수백만 달러를 절약함으로써 브랜드를 더욱 견고하게 만들었습니다.
3D 프린팅은 프로세스가 몇 시간 만에 프로토타입을 생성하여 실제 생산이 유리한지 여부를 Ford 엔지니어가 결정할 수 있기 때문에 시간 절약 효과도 입증되었습니다.
이들은 제품 디자인에 쾌속 프로토타이핑을 사용하는 소수의 회사에 불과합니다. 기타에는 BMW, Lamborghini, Valero 및 Volkswagen과 같은 주요 브랜드가 있습니다.
고속 CNC 프로토타이핑은 항공 우주, 방위 및 보안 이니셔티브를 추구하기 위해 첨단 기술에 전념하는 글로벌 기업인 Lockheed Martin의 제품 개발에 매우 중요합니다. 공장 현장에서 이전에는 만들 수 없었던 부품을 레이어별로 생산합니다.”
일본의 Seiko Epson Corporation은 빠른 CNC 가공을 활용하여 더 가볍고 편안한 증강 현실(AR) Moverio 스마트 안경에 대한 소비자 요구를 충족할 수 있었습니다.
"전작에는 무게와 크기에 대한 사용자의 요청이 많았고, 그래서 우리는 우리의 개발 목표를 편안함을 개선하고 스마트 안경을 더 작고 가볍게 만드는 개발 목표를 세웠고, 이것이 고속 CNC 프로토타이핑이 시작된 곳입니다." Kazuya Kamakura, Epson Visual Products Operations Division HMD 비즈니스 관리 부서의 고위 직원
이러한 브랜드는 고급 제조가 제공하는 가능성을 보여주지만 쾌속 프로토타이핑의 경우 빼기 또는 가산 중 어느 것이 더 낫습니까?
여기 Datron에서 우리는 효과적인 가공 프로세스에 대한 의존도를 높이 평가하는 쾌속 원형 제작을 기념합니다. 다른 래피드 프로토타이핑 옵션과 달리, 감산 래피드 프로토타이핑은 더 높은 구조적 무결성을 특징으로 하는 최종 사용 재료 프로토타입을 생성합니다.
빼기 빠른 프로토타이핑 밀링 공정은 더 큰 재료에서 더 작은 재료 조각을 제거하여 단단하거나 온전한 조각을 남깁니다. 반면에 적층형 래피드 프로토타이핑은 재료의 레이어를 생성하여 최종 결과가 구조적으로 건전하지 않습니다.
이것이 왜 중요한가요?
또한 밀링은 적층형 쾌속 조형과 관련된 "계단 마감"에 비해 더 넓은 범위의 표면 마감을 제공합니다. 고속 CNC(Computer Numerical Control) 밀링 머신을 사용하면 최종 사용 재료에 이상적인 것으로 입증된 반복성을 가진 프로토타입이 생성됩니다.
“절삭 가공의 주요 이점 중 하나는 극히 얇은 플라스틱 조각을 리빙 힌지로 가공할 수 있다는 것입니다. 이러한 종류의 프로세스는 3D 프린터에서는 아직 불가능합니다.”라고 Creative Mechanisms에 따르면, "고급 CNC 기계는 여러 도구를 활용하고 설계자가 블록을 뒤집을 필요가 최소화되도록 최소 3개(x, y, z) 축을 절단합니다."
궁극적으로 "특정 마감재를 얻거나 특정 기계적 특성을 얻기 위해 소량 및 대량 생산에 사용되는 부품에 적합한 선택입니다."
물론 적절한 장비 없이는 감산형 래피드 프로토타이핑 프로젝트를 지원할 수 없었습니다.
고속 CNC 기계는 3D 프린터가 부족하고 일반적으로 특정 프로토타입에 사용되는 재료로 인해 부족할 때 엔지니어에게 이상적인 대안입니다. 현재 엔지니어는 알루미늄과 같은 금속을 3D 프린팅할 수 없습니다.
고속 CNC 가공의 다른 이점으로는 수요 증가에 따라 최대 직경이 0.50"인 절삭 공구를 사용하여 전자 인클로저 가공과 같은 더 작은 부품을 생산할 수 있다는 점입니다. 이 기계에는 이제 60,000RPM 스핀들이 장착되어 중요한 구성 요소를 손상시키지 않으면서 더 높은 이송과 빠른 절단을 수용합니다. 최적화된 툴링과 결합된 이 기계는 칩 배출을 향상시켜 열을 줄이고 더 깨끗한 절단을 제공합니다.
작동 측면에서 고속 CNC 기계의 가장 좋은 점은 아마도 휴대전화를 사용할 수 있는 사람이라면 누구나 기계를 조작할 수 있는 사용자 친화적인 터치 스크린일 것입니다.
역사적으로 CNC 기계는 기존 도구에 개조해야 했습니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 새로운 기계는 CNC 전용으로 설계되었습니다. 개조된 기계의 예로는 선반과 밀링 기계가 있습니다. 두 경우 모두 기계의 내장 메커니즘이 고정밀 부품과 액추에이터용 새 마운트로 교체됩니다.
새로운 CNC 기계에는 3D 프린터, CNC 레이저 절단기, CNC 플라즈마 절단기, 밀링 머신, 픽 앤 플레이스 머신, 라우터가 포함됩니다.
레이저 절단기 또는 CNC 라우터와 디자인이 유사하지만 3D 프린터에는 플라스틱 압출기가 필요합니다. 이 압출기는 뜨거운 플라스틱을 작은 구멍으로 밀어 넣고 프로토타입이 만들어질 때까지 재료를 층층이 쌓습니다.
금속, 플라스틱 및 목재 절단에 이상적인 CNC 레이저 절단기는 필요한 재료에 특정한 레이저를 사용합니다.
플라즈마 절단기는 2차원 형상을 판금으로 절단하는 데 완벽한 플라즈마 토치를 특징으로 합니다.
한때 엄청난 크기로 제공되었던 밀링 머신은 오늘날 CNC용으로 특별히 제작되어 설치 공간이 더 작고 자동 공급 메커니즘, 내장형 공구 교환 장치 및 안전한 절단을 위한 세심한 모니터링을 보장하는 전기 센서를 포함할 수 있습니다.
많은 소형 노즐이 장착된 픽 앤 플레이스 머신은 전기 부품을 빠르게 이동시켜 휴대폰 및 태블릿과 같은 개인 기기에 필요한 회로 기판에 배치합니다.
더 큰 작업을 위해 제작된 라우터는 3축 설정을 사용하여 플라스틱, 판금 및 목재와 같은 재료로 작업하므로 절단 프로파일과 3D 릴리프 가공이 쉽습니다. 더 복잡한 모양의 경우 4, 5 또는 6축 기계를 사용하는 것이 좋습니다.
엔지니어 또는 CNC 기계공으로서 일반적으로 래피드 프로토타이핑은 장기적으로 어떤 의미가 있습니까?
우선 올바른 길을 가고 계십니다.
Robotics Business Review에 따르면 현재 "글로벌 프로토타입 제조 산업의 가치는 약 120억 달러이지만 2010년부터 2015년까지 매년 22.6% 이상의 빠른 성장률을 보이고 있습니다. . 지속적인 기술 혁신이 업계와 이에 의존하는 시장에 동력을 제공함에 따라 향후 15~20년 동안의 성장은 최대 400억 달러에 이를 것으로 예측합니다.”
직업 예측이 뛰어납니다. "다양한 CNC 서비스에 대한 수요가 매우 높아 정밀 가공 분야에서 교육을 받은 사람들이 미국에서 가장 필요한 직원 상위 5위 안에 들 정도입니다."
즉, 앞으로 그리고 위로!
전통적인 사망률의 한계를 계속해서 밀어붙이는 사회에서 살아가는 특권 중 하나는 혁신적인 의료 품목에 대한 수요입니다. 현재 전 세계적으로 생산되는 보청기의 98% 이상이 3D 프린팅되어 있습니다. 이러한 방식으로 각각의 고유한 모델을 생산함으로써 시간, 비용 및 정확성이 크게 절감되기 때문입니다.
그리고 CNC 제조에 대한 희소식은 한때 치료할 수 없다고 여겨졌던 질병과 질병을 완화하도록 설계된 독창적인 개인 의료 기기의 생산을 가능하게 하는 신속한 프로토타이핑과 함께 계속됩니다.
특히 CNC 제조를 통해 래피드 프로토타이핑의 이점을 누리고 있는 다른 업종으로는 항공 및 로봇 공학 산업이 있습니다.
실제로 Robotics Business Review는 다음과 같이 주장합니다.
첨단 제조의 진화는 미 육군과 록히드 마틴이 신속한 프로토타이핑 방법을 개발하기 위해 "생물 생산 및 자가 조립을 사용하여 방위 광학 기술 및 보호 코팅에 적용할 수 있는 새로운 재료의 빌딩 블록을 만드는" 파트너를 발표한다는 흥미로운 소식과 함께 계속됩니다.
미 육군은 방위 노력을 위해 혁신적인 재료의 생물 생산을 통합하는 기능을 고려하도록 설계된 가변 재료용 나노구조 자체 조립에 자금을 지원하기 위해 천만 달러를 지출했습니다.
Lockheed Martin의 선임 연구 관리자이자 프로젝트 책임자인 Melissa Rhoads는 "세포는 거미줄이나 나비의 무지개 빛깔의 날개와 같은 모든 종류의 재료를 효율적으로 생성합니다."라고 설명했습니다.
우리는 이미 적층 및 감산 래피드 프로토타이핑이 고급 제조를 위해 무엇을 할 수 있는지 목격했습니다. 이 최신 파트너십은 의심할 여지 없이 아직 상상하지 못한 제품 개발의 새로운 영역을 발견하게 될 것입니다.
그렇다면 래피드 프로토타이핑이란 무엇일까요? 우리의 관점에서는 그것이 가장 빠른 길입니다.
산업 제조 현장이나 혁신 연구소에 래피드 프로토타이핑을 추가하는 데 관심이 있다면 지금 바로 대화를 시작하십시오.
CNC 기계
산업의 포화로 인해 제조업체의 주요 목표는 제품을 제조하는 것뿐만 아니라 더 짧은 시간에 더 많은 제품을 생산하여 생산량을 늘리기 위해 혁신적인 방법을 사용하는 것입니다. 기술의 발전과 함께 더 짧은 시간에 더 높은 효율성으로 제품을 생산하기 위해 사용할 수 있는 다양한 래피드 프로토타이핑 기술을 제조업체에서 사용할 수 있습니다. 이러한 방법은 시간을 절약하는 것 외에도 비용 효율적입니다. 이러한 쾌속 조형 기술 중 하나가 요즘 사용되는 우레탄 성형으로 사출 성형과 약간의 차이점이 있습니다. 이 기술은 원하는 특성을 가진 최상의
래피드 프로토타이핑의 장점 및 응용 신속한 프로토타이핑 또는 적층 제조는 설계 개념을 적용하고 3D 프로토타입을 신속하게 생성하는 효과적인 방법입니다. 초기 방법은 1980년대 후반에 등장했지만 오늘날에는 신속한 프로토타이핑과 3D 프린팅을 사용하여 프로토타입뿐만 아니라 생산 품질의 부품을 만들 수 있습니다. 컴퓨터에서 부품을 시각화하는 것만으로는 충분하지 않습니다. Laszeray Technology, LLC에서는 3D 프린팅을 사용하여 몇 시간 내에 본격적인 프로토타입을 제공합니다. 다음은 이 신속한 프로토타이핑 방법을 고려해