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試作には2種類ある!?原理試作と量産試作の違いについて

ものづくり業界においては、製品を市場へ展開するまでに、試作段階において各評価を行っていきます。特に薄板部品に関しては、量産ではプレス加工による生産が一般的ですが、試作では別の加工方法で少量生産を行います。そこでよく聞くお悩みは、試作では形にできていたものが、量産では実現できなかった、というご相談です。

実は試作の中には「原理試作」「量産試作」という2種類の試作があります。そのため、この2つの段階を分けて試作時の各種評価をする必要があるのです。

ここでは、プレス加工における原理試作と量産試作の違いについて、解説いたします。

 

 

 

試作には2種類ある!?

ものづくり業界においては、製品を市場へ展開するまでに、試作段階において各評価を行っていきます。特に試作から量産に移る段階では、様々な問題が生じることが多くなります。そのため、各フェーズで評価のポイントも変わってきます。

特にプレス加工の場合は、原理試作(3Dプリンター含む)で製作できたものが、量産では実現できないことも多々あります。そこで重要になる考え方が、量産試作です。

 

  1. 原理試作  :製品の機能確認、形状評価確認
  2. 量産試作  :原理試作の結果を踏まえ量産を意識した品質評価

 

 

原理試作では、あくまでも機能や形状のみの確認となり、実際の生産を意識した試作工程ではありません。したがって、原理試作からいきなり量産につなげてしまうと、効率的な生産と品質の継続精度という2つの側面から、様々な問題が生じてしまうのです。

 

そのため試作工程は、原理試作と量産試作で分けて考える必要があります。段階は増えてしまいますが、各段階で繰り返し検証を行うことで、その後のトラブル発生を未然に防ぐことができ、検証結果を踏まえて安定した量産へと移行することができるようになるのです。

 

 

 

原理試作と量産試作における「数量」の違いについて

原理試作と量産試作では、数量に関して大きく違いがあります。特に当社が行うような薄板プレス加工においては、下記のような数量の違いがあります。

  • 原理試作 :機能や形状確認を目的とするので、必要数量は少ない(100個程度)
  • 量産試作 :量産加工を前提とした品質確認のため数量が必要(~10万程度)

原理試作では、機能や形状さえ確認できればよいため、薄板プレス加工品の場合は数十個から1000個程度で十分な数量となります。

一方で量産試作では、バネ圧やメッキテスト、自動機での製造や搬送のテストなど、数千万個という量産を見据えた評価が求められます。この数量での安定した品質の継続精度を確認するためにも、1万個から10万個程度、最大で300万個ほどの試作個数が必要となります。

 

 

 

 

原理試作と量産試作における「加工方法」の違いについて

また、原理試作と量産試作では、各フェーズ毎に最適な加工方法があります。特にコネクタ部品等の薄板プレス加工においては、下記のように加工方法の違いがあります。

  • 原理試作 :機能や形状の確認する試作品であって、何度も確認しやすいように、超短納期で作ることが重要(金型レスが理想)
  • 量産試作 :プレス品を使っての様々な信頼性評価試験を行うため、量産ラインを見据えたものが必要(金型使用)

 

原理試作では、機能や形状の確認のみのため、初期費用を抑えて、かつ短納期で作る必要があります。そのため、抜き(ブランク)部はレーザーやエッチング、3Dプリンタ等を用いた金型レス加工にて試作品の製作をします。曲げ加工が必用な場合もありますが、その際は順送プレス金型よりも価格を抑えた単発プレス金型の製造によって、短納期対応を行います。一方のデメリットは、上記のような加工方法で多数の試作品製造をすると生産コストが高くなってしまう点があげられます。

一方で量産試作では、薄板プレス部品の抜きから曲げまで、すべて試作順送プレス金型にて行います。金型製作費が高くなり、また納期も原理試作よりもかかってしまう点がデメリットとして挙げられますが、量産と同等精度で多数の試作品を製造できるため、量産を見据えた評価を行うことができます。

そして、この量産試作こそが、当サイトを運営するナカトガワ技研の最も得意とするところです。詳細は別コラムにて今後情報発信いたします。

 

>>量産試作の設計から製造までの過程をご紹介!

 

 

 

薄板プレス加工センターの薄板プレス加工の特徴

薄板プレス加工センターを運営する株式会社ナカトガワ技研では、これまでに様々な薄板プレス加工を行ってまいりました。業界としては、電子機器業界から自動車、産業機器向けに、国内外問わず様々な場所で当社製の薄板プレス加工品が使用されています。

板厚は0.05mmまでの薄いコンタクトの製造実績もございます。またピッチに関しても、0.35mmといったマイクロピッチコンタクトも多数製造実績がございます。

形状に関しては、単純な抜き形状から、先端部分を曲げ加工したR接点形状や、芯金が入らないバネ構造、高精度曲げ加工によるBOX・シェル形状のような、様々な形状の薄板プレス加工品を製造してまいりました。

当社では、ロット1万~300万の薄板部品の試作プレス加工から、試作順送金型、量産順送金型まで一貫生産を行っております。特に試作順送プレス金型に関しては、多くのお客様から好評のお声をいただいております。

>>お客様の声を見る

 

 

試作金型と量産金型

左が試作金型、右が量産金型です。

 

 

薄板プレス加工センターの高精度薄板プレス加工品の製品事例

続いて、薄板プレス加工センターによる製品事例をご紹介いたします。

C5212R-EH製 コンタクト

C5212R-EH製 コンタクト

 

こちらは、リン青銅(C5212R-EH)製のコンタクトです。板厚は0.045mm、ピッチは5.8mmで、試作順送金型にて製造いたしました。

こちらのコンタクトは、中央接点の溝幅が0.05mm、接点高さが±0.005、曲げ高さが±0.01という、要求度の高いプレス加工品でした。当社では、お客様とのお打ち合わせを重ねながら、このようなプレス加工品の試作開発を行っております。

 

>>製品事例はこちら

 

 

R接点形状付き スイッチコンタクト

R接点形状付き スイッチコンタクト

 

こちらは、電子機器業界で使用されるリン青銅(C5210R-SH)製のスイッチコンタクトです。板厚は0.15mm、ピッチは18mmで、量産順送金型にて製造いたしました。

拡大写真だとおわかりいただけますが、こちらのスイッチコンタクトでは先端が滑らかなR接点形状となっています。順送プレス加工をする中で曲げ加工を行い、先端形状を加工しておりますが、この端子のばらつき管理をするのが非常に困難でした。

 

>>製品事例はこちら

 

 

C5210R-H製 ケース

C5210R-H製 ケース

 

こちらは、リン青銅(C5210R-H)製のケースです。板厚は0.15mm、ピッチは18mmで、量産順送金型にて製造いたしました。

こちらのケースは、曲げ公差が±0.01、曲げ加工後の4隅の穴ピッチが±0.02という高精度なプレス加工品でした。また抜き加工や細かな曲げ加工も多く、プレス加工による反りを抑えるために金型に工夫を凝らす必要があります。

 

>>製品事例はこちら

 

 

薄板プレス加工センターでは、順送プレス金型の試作に関する資料を公開中!

 

薄板プレス加工センターを運営する株式会社ナカトガワ技研が作成した、数種類のハンドブックをすべて無料でダウンロードできます。順送プレス金型や薄板プレス加工など、幅広く設計者の方々のための情報をまとめています。1つだけの資料ダウンロードから、すべてまとめてダウンロードもできます。

1分でフォーム登録完了、すぐに資料をダウンロードできます!興味のある資料を以下よりダウンロードしてみてください!

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量産試作のことなら、薄板プレス加工センターまで!

薄板プレス加工センターを運営する株式会社ナカトガワ技研は、宮城県石巻市で順送プレス金型の製造をつづけて35年、「知る人ぞ知る」東北最大手の試作順送金型メーカーです。

当社では、金型製造やプレス加工に必要な設備が全て整った設備体制により、金型の設計製造から検査、プレス加工まで一貫して行うことができます。

またナカトガワ技研の加工技術は、米粒ほどの大きさにも加工することができるのは当たり前。そのような高精度加工を安定的に行う当社の技術力こそが、高精度金型部品加工を実現するためのポイントです。

さらに当社では、累計3,000型の順送金型の製作実績があり、今までの試作品をスケルトンとして全てサンプル保存しております。この蓄積されたサンプルにより構築された当社のアイデア力で、お客様のご要望に応えて様々な金型形状を生み出します。

>>薄板プレス加工センターをもっと知る

 

ナカトガワ技研では、板厚0.03~1.0mmの薄板順送プレス加工を得意としております。 特に試作~中量産用の試作金型の設計・製造に強みがある当社は、試作・中量産のプレス加工にも対応しております。この領域のプレス加工では、当社は負けない自信があります。

薄板プレス加工にお悩みの方、順送金型にお困りの方は、まずは薄板プレス加工センターまでお気軽にご相談ください。

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