材料の基礎知識試作時における成形方法の比較

製品開発時の試作品を製作する主な成形方法として、「切削加工」、「射出成形」、「3Dプリンター」があります。

切削加工による試作

切削加工は試作品製作において最も利用されてきた成形方法です。実際の製品と同じ材料で精度よく製作ができます。
しかし、1つあたりのコストが高く、外注する場合製品のサイズや複雑さに依存しますが、1週間以上の納期が必要となります。

射出成形による試作

射出成形で試作品製作をおこなう場合、アルミ材などを使用した簡易金型と呼ばれる金型強度やコストを下げた金型で製作されます。
さまざまな材料の製品を作ることができ、実際の製品に最も近い性能を出せます。
しかし、コストや納期は、切削や3Dプリンターと比較して大幅に劣ります。

3Dプリンターによる試作

3Dプリンターによる試作は、切削加工や射出成形と比べて低コスト・短納期であることがメリットです。
金型を製作する必要がなく、デザインの検証が簡単におこなえます。ただし、製作物によっては、造形物の強度や気密性が低く使えません。
切削加工や射出成形と比べると、精度と強度の面で劣ります。

以上のように、どの成形方法にも一長一短があり、設計の各プロセスで上手な使い分けが必要となります。
一般的に3Dプリンターは、開発プロセスの初期段階における、デザイン性、組み付け性、部品の干渉や動作確認などで活用されます。
そして、開発プロセス中盤では、液体や気体などの流体実験、放熱性の実験などで活用し成功しているメーカーもあります。
一方、切削加工や射出成形は、設計の中盤から後半にかけて、実際の製品と同じ材料、同じ生産方式によって得られる試作品で、量産品と同等の評価をおこなったり、成形性(生産性)や品質のバラつきを確認したりするような活用がされています。

試作時における成形方法の比較

成形方法 品質 コスト 納期
切削加工 高い寸法精度が得られる サイズや複雑さによって
数万~数十万円
見積、加工プログラム作成、加工、検査などの工程が必要であり、外注した場合、5日程度~
射出成形 量産金型で製造した実際の製品と
同等レベル
の品質が得られる
量産金型より安いが、
小さな試作用金型でも
数十万円~になる
見積、金型製作、成形試作などの工程が必要であり、3週間程度~
3D
プリンター
積層ピッチやプリント速度の影響により実際の製品より精度が劣る 自社で製作した場合、
材料費のみ
自社で製作した場合は1日程度~

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