プロトタイピングは、実稼働可能なモデルを作成する前に設計をテストするための優れたアイデアです。 3D プリンターと CNC 加工はどちらも実行可能なオプションですが、プロジェクトのさまざまなパラメーターに基づいて、それぞれに明確な利点と制限があります。 それで、どちらがより良い選択肢ですか？ この難問に直面している場合、この記事はまさにあなたが必要としているものです。 両方のテクノロジーを深く掘り下げ、プロジェクトのニーズに基づいて最適なものを決定するのに役立つ多くの重要な要素について説明します。
この投稿では、以下について説明します。
3D プリントと CNC 加工: 違いは何ですか?
詳細に入る前に、基本をよく理解することが最善です。 3D プリントと CNC 加工の主な違いは、最終製品がどのように作成されるかです。
3D プリントは積層造形プロセスです。 これは、製品の最終形状が達成されるまで、ワークプレート上に材料の連続層を配置する 3D プリンターによって最終製品が作成されることを意味します。
一方、CNC マシニングは、サブトラクティブな製造プロセスです。 ブランクと呼ばれる材料のブロックから始めて、材料を機械加工または除去して、最終製品に残します。
プロジェクトのニーズに最適なものを選択する方法は?
XNUMX つの製造技術にはそれぞれ、特定のシナリオで明確な利点があります。 それぞれを個別に見てみましょう。
1. 素材
金属を扱うときは、 CNC機械 明確な利点があります。 全体的な 3D プリンティングは、プラスチックに重点を置いています。 金属を印刷できる 3D 印刷技術がありますが、プロトタイプの観点から見ると、これらの産業用機械は 100,000 万ドル以上かかるため、非常に高価になる可能性があります。
3D プリント金属のもう 3 つの欠点は、最終製品が、ソリッド ブランクをフライス加工して作られた同じ部品ほど構造的に健全ではないことです。 3D プリントされた金属部品は、熱処理によって強度を向上させることができますが、これにより全体的なコストが急上昇する可能性があります。 超合金と TPU に関しては、XNUMXD プリントを使用する必要があります。
2. 生産量とコスト
迅速な 3 回限りのプロトタイプや生産量が少ない (XNUMX 桁台前半) 場合は、XNUMXD プリントの方が安価です。 生産量が多い場合 (XNUMX 桁台から数百個まで)、CNC フライス加工が最適です。
通常、アディティブ マニュファクチャリングの初期費用は、XNUMX 回限りのプロトタイプのサブトラクティブ マニュファクチャリングよりも低くなります。 そうは言っても、複雑な形状を必要としないすべての部品は、CNC 機械加工を使用してより費用対効果の高い方法で製造できます。
500 ユニットを超える生産量を検討している場合、射出成形などの従来の成形技術は、アディティブおよびサブトラクティブ製造技術よりもはるかに経済的です。
3. 設計の複雑さ
どちらの技術にも限界がありますが、この文脈では、3D プリンティングには明らかな利点があります。 CNC 機械加工では、ツール アクセスとクリアランス、ツール ホルダー、取り付けポイントなどの要因により、複雑な形状を処理できません。 また、工具形状が原因で直角コーナーを加工することもできません。 3D プリントは、複雑なジオメトリに関しては、より多くの柔軟性を可能にします。
考慮すべきもう 3 つの側面は、プロトタイプを作成するパーツのサイズです。 CNC マシンは、より大きな部品の処理に適しています。 十分に大きくない 3D プリンターが世の中にないというわけではありませんが、プロトタイピングの観点からすると、大規模な XNUMXD プリンターに関連するコストにより、その仕事には実行不可能になります。
4.寸法精度
厳しい公差を必要とする部品の場合、CNC 機械加工は明確な選択肢です。 CNC フライス加工では、± 0.025 ～ 0.125 mm の公差レベルを達成できます。 同時に、3D プリンターには一般的に ± 0.3 mm 程度の公差があります。 ± 0.1 mm という低い公差を実現できる Direct Metal Laser Sintering (DMLS) プリンターを除いて、この技術は試作にはコストがかかりすぎます。
5.表面仕上げ
優れた表面仕上げが重要な基準である場合、CNC 機械加工は明らかな選択肢です。 3D プリンターは非常に優れた適合性と仕上げを生み出すことができますが、他の高精度部品と組み合わせるために優れた表面仕上げが必要な場合は、CNC 機械加工が最適です。
選択に役立つ簡単なガイド
以下は、3D プリントと CNC 機械加工のどちらを選択するかを決定するのに役立つクイック ガイドです。
- 3 回限りのプロトタイプや非常に少量の生産で複雑なジオメトリを含むラピッド プロトタイピングを検討している場合は、XNUMXD プリントが理想的な選択肢となります。
- 比較的単純な形状で数百個の部品を大量生産する場合は、CNC 機械加工を使用してください。
- 金属を扱う場合、コストの観点からは、CNC 機械加工が有利です。 これは少量の場合でも当てはまります。 ただし、ジオメトリの制限はここでも適用されます。
- 再現性、厳しい公差、および完璧な表面仕上げが非常に優先される場合は、CNC 加工を使用してください。
最終的な言葉
3D プリンティングはまだ比較的新しい技術であり、市場支配をめぐる戦いはまだ始まったばかりです。 はい、CNC 機械加工の能力とのギャップを狭めた高価で最先端の 3D 印刷機がありますが、プロトタイピングの観点からは、ここでは考慮できません。 万能のソリューションはありません。 どちらを選択するかは、プロトタイピング プロジェクトの設計仕様に完全に依存します。
著者について：
ピーター・ジェイコブス
Peter Jacobs は、 CNCマスター. 彼は製造プロセスに積極的に関与しており、CNC 機械加工、3D 印刷、ラピッド ツーリング、射出成形、金属鋳造、製造全般に関するさまざまなブログに定期的に洞察を提供しています。
Tools Doctorの創設者であり、コンテンツマーケティング担当者であり、お父さんであるJoostNusselderです。 私は新しい機器を試すのが大好きです。私のチームと一緒に、2016年から詳細なブログ記事を作成して、忠実な読者にツールと作成のヒントを提供しています。
