プラスチック技術デジタルフォトニクスバッチ製造: イノベーションとコストの完璧なバランス

出典: Sucheng Technology

はじめに: 多くの革新的な製品がなぜ商品化できないのでしょうか?たとえ商品化されたとしても、なぜ価格が高く、市場に受け入れられにくいのでしょうか?

金型製造技術を用いたポリマー製品の製造を例にとると、製品開発者は従来の射出成形金型製造における多額の隠れたコストを無視しており、その結果、予算の大部分が試作設計から量産までの製品開発プロセスで消費され、多くの独創的なアイデアが制御不能なコストのために市場に投入できないという状況になっています。たとえ製品化できたとしても、コストの大幅な増加により製品価格が消費者の期待を超え、利益獲得の障害となる。

金型製造はあなたが思っているよりも高価です<br /> 製品開発者は、量産段階で金型製造を選択する際、多くの場合、「材料費、人件費、時間費」という極めて単純化された原価計算モデルのみを考慮します。大量生産後に製品のコストが個数ごとに希薄化していることに気付くと、その製品がかなりの利益を獲得する可能性があると誤って信じ、断固として生産を推進します。現実には、金型製造プロセスチェーンには複数のコストが隠れており、実際のコストは予想をはるかに上回ります。

上図から、「材料費、人件費、時間費」に加えて、金型を使用して量産する際にはさらに 6 つのコストがかかることがわかります。

プロトタイプの設計サイクルでは、製品はプロトタイプを製造するために複数の金型の反復を経る必要があります。金型の反復ごとにコストが発生し、製品の複雑さに応じてコストが増加し続け、通常は 30,000 元から 300,000 元の範囲になります。製品が 5 回のプロトタイプ反復のみを経る必要があると仮定すると、プロトタイプ設計サイクルのツールコストは 15 万～ 150 万にも達する可能性があります。この数値には、大量生産のための大規模な金型製作やロスコストは含まれません。各リンクで発生する金型コストは、単一製品のコストに割り当てられます。

これを踏まえると、金型の制約を踏まえた製品設計も軽視できないコストとなります。製品が金型製造要件を満たすためには、対応する金型設計費と時間コストを支払う必要があります。主要な設計要素は複雑であり、離型傾斜、パーティング面、内部ゲート、プッシュロッドなど、数十の詳細が含まれますが、これらに限定されません。製品に複雑な幾何学的構造、穴、またはカスタマイズされたテクスチャが必要な場合は、金型設計に必要なコストと時間が飛躍的に増加します。

設置および試運転コストも見落とされがちです。正式な生産の前に、作業員は生産設備に金型を設置し、生産前テストを実施して設備をデバッグする必要があります。小規模および中規模のバッチ生産では、発生する労力と時間のコストは無視できません。

「最小注文数量」はもう一つの隠れたコストです。すべての金型製造サービスプロバイダーは、上記のさまざまなコストを「目に見えない形で共有」するために、数百個または数千個の最小生産量を要求します。最小注文数量が大きくなるほど、倉庫保管および物流コストが高くなることに注意してください。

製品の用途が異なれば、発生する追加プロセスコストも異なります。コーディングを例に挙げると、大量生産される多くの消費財や工業部品では、製品が販売された後に品質管理の追跡が行えるように、工場を出荷する前に各製品に固有のコードを付ける必要があります。それぞれの固有コードを追加すると、さらに時間とコストが蓄積されると考えられます。

金型の製造は高価なだけでなく、時間がかかり、労働集約的です。消費財や産業用電子部品に代表される革新的な製品市場にとって、納期厳守は常に業界の課題となっています。金型製造のプロセスチェーンが長いため、新製品の発売が遅れることが多く、イノベーターは不本意ながら市場機会を放棄するしかありません。電子部品市場への影響はさらに大きくなります。納期が遅れると、革新的な部品が製品設計者によって最終製品から除外される可能性が高くなり、数か月から数年に及ぶ最終製品のライフサイクル全体にわたって利益が失われることになります。

上の図から、従来の金型製造では小ロット生産に少なくとも 2 か月以上の時間コストがかかり、複雑な構造の製品が出てくるまでには半年以上かかることが容易にわかります。この大まかな時間コストの計算は、すべての検証が一度に合格するという楽観的な前提のみに基づいています。実際には、各主要ノードの設計と検証を繰り返すと、さらに 2 ～ 7 週間の時間コストと関連費用がかかります。その中で、金型決定サイクルは最も長く、金型設計と加工を専門会社に外注する必要があり、さらに制御できない要素とコストが蓄積され、製品をタイムリーかつ十分に発売することに計り知れない課題が生じています。

対照的に、産業グレードの 3D 印刷技術では、時間コストを数か月から数日、最短 48 時間に短縮できます。最も良い例は、最近発売されたRevo社の防疫製品「EarEase」です。マスクをきつく締め付けることなく、一日中快適に着用できます。迅速な対応を通じて得られた運用上のアイデアや経験については、「迅速に対応することで会社は何を得るのか？」をご覧ください。

では、すべての 3D プリントソリューションは、最終製品を生産するための従来の射出成形金型に取って代わることができるのでしょうか?

それは、生産される製品の品質が金型で作られた製品の品質に匹敵できるかどうかによって決まります。

イノベーションとコストの完璧なバランス<br /> デジタルフォトニック製造技術（DPM®）を搭載した産業グレードの3Dプリント装置タイプE+は、優れた機械的特性、寸法精度、滑らかな表面を備えた、従来の射出成形製品に匹敵する完成品を生産できます。革新的な製品の大量生産において、従来の金型製造に完全に取って代わることができます。

デジタルフォトニクス製造の利点:
● 大量生産前の投資コストが非常に低い● 繰り返し設計はソフトウェア側でのみ解決され、コストはごくわずか● 繰り返し検証には 1 回の印刷のみが必要で、材料損失はグラム重量に基づいて計算できます● 柔軟な生産規模、「最小注文数量」はありません
● パーソナライズされたラベルは、余分なコストをかけずに、ソフトウェア側でシーケンスを設定するだけで各製品に識別情報を追加でき、フォームに限定されず、コード、QR コード、グラフィックなど、さまざまなフォームから自由に選択できます。

デジタルフォトニック製造技術は、従来の製造プロセスでは実現できない新しい構造や性能の製品も生み出すことができ、次世代の製品に革新の余地を提供します。
● 設計の自由度、高密度グリッド、ループ、穴、チャネルなど、従来の金型製造では実現できない複雑な構造。● 衝撃吸収性と反発力のある機械的特性を備えたラティスボディ、従来の発泡ゴムと同様にすべてのアプリケーションの大規模な置き換えなど。● 一体型工業部品、複数のコンポーネント部品を単一の部品に置き換えるなど、組立ラインの手順と製造の難しさの簡素化。● 柔軟なサプライチェーン、オンデマンドの迅速な生産、サプライヤーへの依存と倉庫コストの削減など。

デジタルフォトニック製造技術（DPM）を搭載した産業グレードの3DプリンティングデバイスタイプE+は、多くのアプリケーションのニーズを満たす最終製品を印刷できるだけでなく、開発と検証を完了した後、オンデマンドで直接大量生産を実行することができるため、プロセスチェーンが大幅に短縮され、ユーザーは多くのお金と時間のコストを節約できます。関連情報を取得するには、QR コードを長押ししてください。
新世代の革新的な製品の技術パートナーをお探しの場合でも、成形製品のよりコスト効率の高い生産ソリューションをお探しの場合でも、Revo Plastic Technology は、設計から量産までの全プロセス経験を共有するために、経験豊富なアプリケーション開発スペシャリストをお客様とマッチングします。これからのものづくりに欠かせない技術パートナー、ソリューションプロバイダーとして、誠心誠意お役に立ちます。

プラスチック技術デジタルフォトニクスバッチ製造: イノベーションとコストの完璧なバランス

IDTechEx の分析: 3D プリント複合材は今後 10 年間で 20 億ドル規模の産業になる

米REEBOK社が3DプリントのLiquid Floatrideスニーカーを発売

香港城市大学の呂建院士チーム：中国におけるセラミック3D/4Dプリントの開発

バインダージェッティングメタル 3D プリント: デスクトップメタル、HP、Markforged

頭をひねって考えてみると、3D プリントが人類にもたらす 10 の害とは何でしょうか?

英国は、樹脂、エラストマー、金属を印刷できるより強力なマルチマテリアル3Dプリンターを開発した。

9,000万個以上の部品が3Dプリントされています。Formlabs 3Dプリンターをプロトタイプ作成に使用する方法

おそらく現在入手可能な最も先進的なカスタム 3D プリントインソール: HP テクノロジーで製造され、価格は 1 足あたり 1,000 ドル

ニューヨークに拠点を置くカリスマは、巨大なマッシビット3Dプリンターを使用して広告に革命を起こしている

爆発衝撃に対する聴覚保護をテストするための 3D プリントされたバイオニック耳モデル

推薦する

新しい工業用押出機は、より優れた性能とより低いコストを提供します

「Friends of Time」が、規模、スピード、コストといった中国製造業の利点について語ります。

スポーツ光学ブランド「ブッシュナー」は、MJP技術プリンターを使用して高精細な光学設計を検証しています。

200種類以上の揮発性有機化合物、3Dプリンターから放出される有毒粒子、隠れた健康リスク

国内バインダージェット金属3Dプリント技術の重要な勢力：Longyuan Forming

プレビュー: 第 1 回ヘリコプター複合材料エンジニアリングおよび応用技術フォーラム

3D プリントとは何ですか?話をしないで、車に乗りなさい！

DTU Health は Xbox のゲームコンポーネントを使用してマイクロ/ナノ 3D プリンターを構築します

3DGence、新型デュアルエクストルーダーDOUBLE P255 3Dプリンターを発売

Blu-ray Developmentの株価が急騰し、自己点検のため取引停止。専門家の分析：サルの血管の生物学的3Dプリントは単なる仕掛けか？

金属3Dプリンターメーカーのレニショーの2大株主は、保有株の53％の売却を断念し、引き続き経営にあたる。

地元の大物！サウジアラビアの石油化学大手SABICが15種類の3Dプリント材料をリリース、今後も追加予定

Bioprotece が EP-M260 金属 3D プリンターを導入し、バイオインプラント製造を促進

TUS のエンジニアが DED 修理部品の性能を予測する数値モデルを開発し、産業応用への道を開く

超高速レーザー溶融走査速度がAl-Mg-Sc高強度アルミニウム合金の特性に与える影響