CNC 加工 vs 3D プリント

CNC加工 は最も一般的な除去製造技術であり、原材料の固体ブロックから始まり、さまざまな鋭利な回転工具や切削工具を使用して材料を除去し、必要な最終形状を高い公差で実現します。 CNC 機械加工は、少量、中量、大量生産の製造に広く適用されています。優れた再現性、高精度、幅広い金属およびプラスチックでのさまざまな表面仕上げを提供します。
3Dプリント または付加製造は、材料を追加するいくつかの層によって部品を製造します。特別な工具や固定具は必要ありません。そのプロセスは次のように分けることができます。 SLS また FDM プラスチック用および DMLS 金属用。

完璧な技術選択

CNC 機械加工と 3D プリントの間の製造プロセスの決定には、いくつかの簡単なガイドラインがあります。私たちが知っているように、CNC 機械加工を選択する必要がある代替方法によって、限られた労力であらゆる部品を製造できます。それ以外の場合、3D 印刷は次の場合に意味があります。

特に非常に複雑な形状の場合、従来の方法では製造できません。
迅速なターンアラウンドタイムが重要です。
特に 1o 以下の小容量の場合は、低コストが不可欠です。
超合金や柔軟な TPU などの材料は、機械加工が容易ではありません。

CNC機械加工は、各寸法の寸法精度と機械的特性を向上させることができますが、少量生産ではコストが高くなります。高品質の生産では、CNC 機械加工も 3D 印刷も、コスト競争力のあるオプションにはなりません。インベストメント鋳造、射出成形などの従来の成形技術は、より経済的です。

プロセス特性

寸法精度

CNC 機械加工は、異なる部品サイズに対してより高い公差と優れた再現性を提供します。切削工具の形状上、内側のコーナには R があり、外側の面はシャープなエッジとして薄く加工できます。

異なる 3D 印刷システムには さまざまな寸法精度、すべての 3D プリンターは良好な公差でパーツを作成できます。より厳しいクリアランスが必要な場合は、特大寸法を印刷し、後処理操作で機械加工することができます。 3D プリントの最小肉厚は、FDM のノズル径、SLS のレーザースポットサイズなど、エンドエフェクターのサイズによって制限されます。 3D プリントパーツはレイヤーごとに作成されるため、パーツ、特に曲面ではレイヤーラインが表示されます。

	許容差	最小肉厚	最大部品サイズ
CNC	±0.025～0.125mm	0.75mm	フライス加工：2000×800×1000mm 旋削：直径500mm
SLS	±0.300mm	0.7～1.0mm	300×300×300mm
FDM	±0.200mm	0.8～1.0mm	900×600×900mm
SLM	±0.100mm	0.40mm	230×150×150mm
DMLS	±0.100mm	0.40mm	230×150×150mm

材料

CNC は金属のマッチングに広く適用されており、熱可塑性樹脂、アクリル、針葉樹、ワックス加工にも使用できます。 CNC 機械加工部品は、完全に等方性の優れた機械的および熱的特性を備えています。一般的な CNC 材料:

プラスチック: ABS、ナイロン、PEEK。
金属：アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、真鍮。

3D プリントは主にプラスチックに適用され、金属にはあまり適用されません。 3Dプリンターの素材は幅広く、物性もさまざまです。 TPU と超合金は常に 3D プリント技術で製造されています。一般的な 3D プリント材料:

プラスチック：ナイロン、PLA、ABS、ASA、TPU。
金属: アルミニウム、ステンレス鋼、チタン。

部品の複雑さ

CNC 機械加工の設計では、工具のアクセスとクリアランス、保持ポイントと取り付けポイント、直角の製造ができないなど、いくつかの設計上の制限を考慮する必要があります。この状況では、5 軸 CNC マシンであっても、CNC 加工で作成できない形状がいくつかあります。側面の機能については、部品の方向を回転させる必要があります。これにより、位置決め時間と作業時間が追加されます。場合によっては、カスタム治具と治具が必要になります。これらのアイテムはすべて、最終的なコストを増加させます。

3D プリントは、CNC 機械加工と比較して、ジオメトリの制限がほとんどありません。ほとんどのテクノロジーではサポート構造が必要ですが、これは後処理で削除されます。高度に複雑な形状の生産能力は、3D プリントの重要な強みです。

製造プロセス

CNC 機械加工では、オペレータまたはエンジニアは、最初にツールの選択、スピンドル速度、切削パス、部品の配置を検討します。これらの要因はすべて、最終部品の品質と処理時間に大きく影響します。この製造プロセスは、すべてのセットアップが手作業であるため、労働集約的です。機械加工プロセスの後、これらのコンポーネントは後処理の準備が整います。

3D プリントでは、オペレーターは向きとサポートを追加したデジタルファイルを準備し、それを印刷機に送信するだけです。これは人間の介入をほとんど必要としませんでした。印刷が完了したら、手作業によるクリーニングと後処理が必要です

後処理

パーツの機能性と美観を向上させるために、CNC 機械加工と 3D プリントパーツにはさまざまな後処理方法があります。以下を含む最も一般的な後処理技術:

CNC 機械加工: ビーズブラスト、陽極酸化、粉体塗装。
3D プリント: メディアブラスト、研磨、研磨、マイクロ研磨、金属メッキ。

技術選択経験

お客様の部品製造に適した技術を選択するには、次の規則に従う必要があります。

CNC 加工は、単純な形状の中規模から大量生産 (1 ～ 500) に最適です。
3D プリントは、少量で複雑な形状に最適です。
金属部品の場合、CNC 機械加工は形状の制限により競争力があります。
数量が 500 パーツを超えると、他の成形技術が適しています。