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● 真空鋳造の理解
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>> 重要なCNC加工手順
● 結論
● よくある質問
>> 3.真空鋳造を介して部品を生産するのにどれくらい時間がかかりますか？
>> 4. CNCの機械加工部品と比較して、真空鋳造部品はどれくらい正確ですか？
● 引用：
今日のペースの速い製造および製品開発の状況では、コスト、品質、速度の最良のバランスを達成するために、適切な生産方法を選択することが重要です。多くの製造技術の中で、 真空鋳造 とCNCの機械加工は、迅速なプロトタイピングと低容量生産のために広く使用されているソリューションとして際立っています。どちらも、設計の概念を有形コンポーネントに変えるのに重要な役割を果たしますが、プロセス、材料、許容範囲、およびアプリケーションで著しく異なります。
この記事では、真空鋳造とCNC加工の実用的で詳細な比較を提供し、エンジニア、製品設計者、調達マネージャーがプロジェクトの要件に最適な方法を理解するのを支援します。
真空鋳造は、主に小規模から中程度のボリュームでプラスチック部品を生産するために使用される製造方法です。それには、真空チャンバー内のシリコン型に液体樹脂を注ぐことが含まれます。真空環境は樹脂をカビの空洞に引き込み、気泡を除去し、優れた表面品質を確保します。
真空鋳造は、CNCの機械加工または3D印刷によって製造されることが多いマスターパターンの作成から始まります。このマスターは、シリコン型が作られる「元の」部分として機能します。プロセスには以下が含まれます：
- マスターパターン製造：CNC加工または添加剤の製造により、正確で洗練されたプロトタイプを生産します。
- シリコン型の作成：マスターパターンは液体シリコンに包まれて硬化し、柔軟な型を形成します。
- 真空下での鋳造：ポリウレタンまたはその他の樹脂材料は、閉じ込められた空気を抽出し、細部と仕上げを改善する真空チャンバー内で金型に注がれます。
- 硬化と繰り返し：樹脂の治療後、部品は金型から除去されます。各シリコン型は、通常、分解の前に15〜20部の間で生成できます。
このプロセスは、複雑な表面テクスチャを複製し、注入型プラスチックに近い優れた美的品質と機械的特性を持つ部品を生産することで有名です。
CNC加工は、コンピューター制御された切削工具を使用して、固体ブロック（金属、プラスチック、または複合材）から材料を除去することを含む、減算的な製造プロセスです。 CAD設計により、ツールの動きは、緊密な寸法許容範囲を持つ複雑なコンポーネントを正確に形成するように決定します。
- プログラミング：CADファイルをGコードに変換して、マシンに指示します。
- 材料のセットアップ：切断のためのワークピースを保護します。
- 加工：さまざまな切断、掘削、および製粉操作は、過剰な材料を除去して最終的な形状を形成します。
- 仕上げ：追加の表面処理または機械加工部品品質を改良します。
CNC加工によって提供される精密レベルは例外的で、金属およびエンジニアリングプラスチックでは±0.02 mmという低い許容値があります。アルミニウムやスチールからピークやナイロンなどの耐久性のあるプラスチックまで、幅広い材料の範囲をサポートしています。
精度と表面の仕上げは、製造方法の選択に大きく影響します。
- 真空鋳造は通常、±0.2 mm以内の寸法精度を達成します。部品はマスターパターンの詳細を密接に再現しますが、樹脂の特性とカビの摩耗により、わずかな収縮または変動性が発生する場合があります。真空環境は、射出成形と同様の滑らかで無効な表面を提供するのに役立ちます。
-CNC加工は高精度で優れており、最小限の寸法偏差（±0.02〜0.05 mm）で部品を生成し、正確な適合が必要な機能的プロトタイプに最適です。表面仕上げは一般的に非常に良好ですが、機械加工マークは美的要求のために研磨する必要がある場合があります。
複雑な機械加工なしで許容可能な許容範囲を備えた高品質の表面仕上げが望まれる場合、真空鋳造は好ましい。 CNCの機械加工は、特に機械的な性能とアセンブリの適合が重要な場合、超高速部品の依然として頼りになります。
材料の選択は、部品の機能的フィットネスに影響します。
- 真空鋳造は、樹脂の選択によって調整可能な硬度レベルのプラスチック成分を複製するのに適したポリウレタンおよびその他の熱硬化性樹脂を使用します。この材料は、最終製品プラスチックの現実的なシミュレーションを提供しますが、金属の機械的強度がありません。一部の真空鋳造樹脂は、ゴムのような柔軟性や硬いプラスチックを模倣することができます。
-CNC加工は、ナイロン、ABS、エンジニアリンググレードポリマーなどのアルミニウム、鋼、真鍮、プラスチックなどの金属など、幅広い材料をサポートしています。機械加工された部品は、機能性テストや要求の厳しい環境での最終用途に適した、バルク材料の完全な固有の強度と耐久性を保持します。
したがって、構造の完全性を必要とする非常に耐久性または金属成分の場合、CNC加工は不可欠です。真空鋳造は、プロトタイププラスチックと低負荷のアプリケーションに輝いており、細かいディテールと良好な化粧品の外観を必要とします。
意思決定は、多くの場合、時間、量、および予算上の考慮事項を中心に展開します。
- 真空鋳造は、シリコン型による初期セットアップコストが低いが、金型の寿命は限られている（金型あたり15〜20部）。 5〜100部の生産走行には非常に費用対効果が高く、典型的なリードタイムは7〜10日です。このボリュームを超えて、金型の交換とともにコストが増加します。このプロセスは、金型の準備ができたら比較的迅速なターンアラウンドを提供します。
-CNCの機械加工には金型が不要で、パーツプログラミングはデジタルファイルで簡単に変更できます。セットアップコストは、マシンの準備により高くなり、部品あたりの機械加工時間が長くなります。ただし、CNCは中程度から大量の部品と複雑な部品でよくスケーリングします。 100個を超えるランの場合、CNCの機械加工はより経済的になる可能性があります。リードタイムは、複雑さによって5日間から異なります。
要約すると、詳細なプラスチック部品の短期走行が迅速かつ費用対効果が高い場合に、真空鋳造が最適です。 CNCの機械加工は、機能性パフォーマンスまたはより大きなバッチサイズを必要とする精密部品に適しています。
- 真空鋳造は、複雑なジオメトリと細かい表面の詳細を複製できますが、金型の設計上の制約によって制限されます。深いアンダーカット、非常に薄い壁、または特定の複雑な内部機能は挑戦的または不可能です。部品はネットシェイプに近づくため、後処理は最小限です。
-CNC加工は、複雑な機能、内部チャネル、および緊密な許容範囲を備えた複雑な形状を作成することに優れています。設計の変更は、ツール変更なしでCADアップデートを介して簡単です。ただし、非常に繊細な機能や薄い機能を加工するには、高度なツールまたは複数のセットアップが必要になる場合があります。
設計の選択は、一部の複雑さ、必要な機能、および反復タイミングを考慮する必要があります。真空鋳造は、詳細な外部表面の高速複製、複雑な機能部品のCNC加工に最適です。
真空鋳造とCNC加工は、さまざまなセクターに広く適用されます。
- 真空鋳造は、初期段階のプロトタイピング、審美的検証、および限られた機能テストが重要な場合、家電、自動車プロトタイプ、医療機器、製品設計で人気があります。最終用途のプラスチック材料をシミュレートする能力は、フォーム/フィット/機能の研究で非常に貴重なものになります。
-CNC加工は、精度、機械的強度、複雑な幾何学が必要な航空宇宙、自動車、産業機械、およびカスタムツールで好まれます。また、構造試験のための金属プロトタイプと低容量部品の生産もサポートしています。
メーカーは、マスターパターン用のCNC加工から始まり、その後、迅速なプロトタイプバッチの真空鋳造、速度、コスト、品質のバランスをとるハイブリッドアプローチを採用することがよくあります。
- 真空鋳造は、時間の経過とともに劣化するシリコン型を使用し、主に石油化学物質に由来するポリウレタン樹脂を使用します。廃棄物には使用型金型と樹脂スクラップが含まれますが、樹脂は低排出量で生成できます。パーツごとのエネルギー消費量は、一般に、機械加工よりも小さな実行では低くなります。
-CNC加工により、金属とプラスチックのチップが廃棄物として生成されます。これは、材料に応じてリサイクル可能な場合があります。機械加工操作中の高エネルギー使用量は、耐久性と成熟プロセスでのスクラップ速度の低下により相殺されます。
環境的に持続可能なオプションを選択することは、各方法に関連する材料、再利用性、廃棄物管理の実践に依存します。
真空鋳造とCNCの機械加工は、それぞれ異なるプロジェクトのニーズに合った魅力的な強みを提供します。真空鋳造は、プロトタイプや視覚モデルに最適な、優れた表面仕上げを備えた低ボリュームで詳細なプラスチック部品を作成するための費用対効果の高い迅速な方法です。 CNC加工は、優れた精度、金属を含む幅広い材料の選択、および厳しい機能要件を満たす堅牢な部品を提供します。
これらのテクノロジーを選択すると、生産量、材料需要、寸法の精度、一部の複雑さ、予算などの要因を考慮する必要があります。小さなバッチでの迅速なターンアラウンドと美的忠実度のために、真空鋳造は非常に有利です。機能テスト、機械的強度、および大規模な実行のために、CNC加工は依然としてゴールドスタンダードです。
これらのテクノロジーのブレンドは、しばしば最良の結果をもたらし、真空鋳造で使用される金型のCNCマシンマスターを活用し、それにより現代の製造における速度、コスト、品質を最適化します。
真空鋳造スーツは、約5〜100部の範囲の低いボリュームから中程度のボリュームで、金型コストとリード時間のバランスをとります。
いいえ、真空鋳造は、熱硬化性樹脂とプラスチックのような材料に限定されています。金属部品には、CNC加工またはその他の金属鋳造技術が必要です。
典型的なリードタイムは、カビの準備と部分の複雑さに応じて7〜10日です。
真空鋳造部品は一般に±0.2 mmの耐性を保持しますが、CNCの機械加工部品は±0.02 mm以上まで精度を達成できます。
CNCの機械加工により、CADとプログラムの更新のみが必要なため、変更はよりシンプルで高速です。真空鋳造には、デザインの変更に新しいマスター型が必要です。
[1]（https://www.3printr.com/3d-printing-cnc-vs-vacuum-casting-a-comparison-of-manufacturing-processes-1370640/）
[2]（https://www.cnkaierwo.com/blogs/vacuum-casting-cand-cnc-machining-a-technical-nalysis-for-low-volume-production.html）
[3]（https://www.jcproto.com/cnc-machining-vs-vacuum-casting-guide-id67296107.html）
[4]（https://firstpart.com/cnc_machining_vs_vacuum_casting_for_rapid_prototyping/）
[5]（https://www.rapiddirect.com/blog/the- ultimate-guide-to-cnc-machining-processes-comparison/）
[6]（https://hlhrapid.com/blog/casting-vs-machining/）
[7]（https://www.kemalmfg.com/complete-guide-to-vacuum-casting/）
[8]（https://www.rpworld.com/en/resources/blog/which-do-you-choose.html）
[9]（https://www.rapid-protos.com/comparison-table-table-of-cnc-machining-materials-in-various-countres/）
[10]（https://www.rapiddirect.com/blog/casting-vs-machining-which-one-choose/）
