3Dプリント は急速に成長している技術であり、従来の製造方法に比べて多くの利点があります。ただし、3D プリンティングは大量生産に効果的に使用できず、速度とアクセシビリティが制限されるなどの問題があります。少量生産から中量生産のもう 1 つの製造技術は、CNC 機械加工 (コンピューター数値制御) です。これは、部品作成のためのかなり一般的な減法技術です。各方法の長所と短所を比較して、これらのテクノロジが最も適切な場所を特定することにしました。

サブトラクティブ マニュファクチャリングとアディティブ マニュファクチャリング

3D プリントと CNC 加工の主な違いは、3D プリントは付加製造の一形態であるのに対し、CNC 加工は減法であることです。これは、CNC 加工が材料のブロック (ブランクと呼ばれる) から始まり、材料を切り取って完成部品を作成することを意味します。これを行うには、カッターとスピニングツールを使用してピースを成形します。 CNC 機械加工のいくつかの利点には、優れた寸法精度と、木材、金属、プラスチックなどの多くの互換性のある材料が含まれます。 3D プリンティング、または積層造形では、プラスチック フィラメント (FDM)、樹脂 (SLA/DLP)、プラスチックまたは金属粉末 (SLS/DMLS/SLM) などの材料を使用して、レイヤーごとにパーツを作成します。レーザーや加熱押出機などのエネルギー源を使用して、これらの材料の層を固化させて完成部品を形成します。 3D プリントの利点には、形状の自由度、多くの分野での用途、精度、速度、部品のコストと重量を削減できる能力が含まれます。

3D プリントと CNC 加工の主な類似点

CNC 機械加工と 3D プリントには、いくつかの基本的な共通点があります。

彼らは、3D モデルに基づいて 3D 製品を作成します。

彼らはコンピューターからの指示に従ってそれを行います。

STL および OBJ ファイル タイプと互換性があります。

彼らはテクノロジーの最前線にいます。

それらは今日一般的です。

ただし、これらの基本的な類似点を超えて、CNC 機械加工と 3D プリントは、大きく異なる要求を満たし、異なる利点を提供します。

3D プリントと CNC フライス加工の主な違い

2 つのプロセスを区別する主な要因もいくつかあります。

1.無駄遣い

アディティブ マニュファクチャリングとサブトラクティブ マニュファクチャリングの主な違いの 1 つは、生成される廃棄物の量です。 CNC 機械加工は材料を奪うため、リサイクルが不可能な大量の廃棄物を生み出してしまいます。ご想像のとおり、クリーンアップは面倒になりがちです。ただし、3D プリンターは、部品の製造に必要な正確な量の材料のみを使用するため、後でクリーンアップする必要はありません。 3D プリンターは、製造中に振動しないため、騒音も少なくなります。

2. ファイルの種類

上記の 2 つのファイル形式を除いて、CNC 加工と 3D プリントでは、相互に互換性のないファイル タイプが使用されます。

3. 部品のサイズ

CNC フライス加工を使用すると、さまざまなサイズの部品を幅広く作成できます。一方、3D プリントでは、作成するパーツをプリント ベッドよりも大きくすることはできません。 3D プリンターで大きなコンポーネントを作成することはできますが、コンポーネントを小さなパーツに分割し、それらのパーツを個別に印刷してから組み立てる必要があります。言うまでもなく、これは生産プロセスに多くの時間を追加します。

4.材料の入手可能性

CNC 製造は、金属合金、木材、アクリル、モデリング フォーム、熱可塑性プラスチックなど、幅広い材料を扱うことができます。対照的に、3Dプリンターは、主にプラスチック、金属、ポリマーを使用して、より限られた数の材料で動作します.融点の高い金属には使用できません。 CNC マシンは、多くの材料に対応するだけでなく、新しい材料の使用にも簡単に適応できます。一方、3D プリンターは 1 つの材料しか扱えません。

5.スピード

CNC とアディティブ マニュファクチャリングのもう 1 つの重要な違いは、速度です。製品の大量生産に関して言えば、各部品を製造する機械の組立ラインが含まれるため、CNC 機械加工の方が高速です。 1 台の 3D プリンターで製品全体を最初から最後まで作成するため、大規模な生産には適していません。

6. 生産

CNC 機械加工はより正確で、最も近いマイクロメートルまでの精度を提供します。これは、CNC マシンの公差能力が高いためです。 3D プリンティングは、このレベルの精度を達成するにはまだほど遠い.

7. 再現性

CNC マシンは、毎回同じ方法で一貫して製品を生産できます。

8.品質

CNC マシンは公差が高いため、より洗練された外観の製品を製造できます。材料は製造中に変形しません。ただし、3D プリンターで作成されたパーツは、曲がったり反ったりする傾向があり、特に曲線の周りにレイヤー ラインが表示されることがあります。一部の 3D プリンターは高い精度を約束しますが、それでも時々失敗することがあります。どちらの製造方法にも幾何学的な制限があります。たとえば、CNC は非常に薄い壁を作成できますが、3D プリントにはこの点で制限があり、エンドエフェクターのサイズによってその能力が決まることがよくあります。

複合体を製造する最良の方法は何ですか部品？

部品の複雑さは、3D プリントと CNC 機械加工のどちらを選択するかを検討する際の主要な要素です。どちらのテクノロジーにも設計上の制限がありますが、CNC マシンで作成できるジオメトリははるかに少なくなります。

CNC 機械加工には、工具へのアクセスとクリアランス、ホールド ポイントまたはマウント ポイント、および工具形状が原因で直角のコーナーを加工できないことなど、いくつかの重要な設計制限が伴います。ツールが部品のすべての表面にアクセスできないため、一部のジオメトリは CNC で製造することさえ不可能です。これは 5 軸システムにも当てはまります。

ほとんどのジオメトリでは、ツールがさまざまな側面や角度にアクセスできるように、オペレーターがパーツを回転させる必要があります。再配置は、処理および労働時間に追加され、場合によっては、治具および治具が必要になります。これらの要因はすべて、部品の最終的な価格を引き上げます。

CNC と比較して、3D プリンティングは形状の制限がほとんどない部品を製造できます。 FDM などのプロセスにはサポート構造が必要になる場合がありますが、後処理を少し追加しても、3D プリントで得られる膨大な設計の自由度と複雑さに対する能力が損なわれることはありません。

さらに、SLS や MJF などのポリマーベースの粉末床融合プロセスは、サポート構造を必要とせずに自由形状の有機形状を生成できます。非常に複雑な形状を比較的簡単に作成できることは、3D プリントの主な強みの 1 つです。

3D プリントと CNC 加工のどちらを選択するかについてのヒントとコツ

カスタム パーツに適切な製造技術を選択することは、克服できない課題のように感じるかもしれませんが、そうである必要はありません。この決定に直面した場合に従うべきいくつかの重要な経験則をまとめました.

比較的単純な形状のパーツを中量から大量 (250 ～ 500 パーツ) で生産する場合は、CNC 加工を選択してください

パーツの数量が少ない場合、または単一のプロトタイプの場合、および設計が複雑な形状の場合は、3D プリントを選択してください

金属を検討する場合、CNC は少量でも価格競争力がありますが、ジオメトリの制限は依然として適用されます

500 個以上の部品を印刷する場合は、射出成形 (または 3DP または CNC と成形プロセスの組み合わせ) などの他の技術を検討してください。

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