CNC 加工 VS 3D プリント、違いは何ですか?
新しい部品や小規模バッチ生産プロジェクトを作成する場合、CNC 機械加工と 3D プリントの 2 つの製造方法を使用できます。これらのオプションは両方とも、最新の製造プロセスに不可欠です。各オプションには、従来の製造方法よりも多くの利点があります。どちらもコンピュータ化された製造プロセスであり、CNC 機械加工と 3D 印刷が進行中です。生産能力と最終製品の結果はまったく異なります。
これら 2 つのプロセスは、特定のアプリケーションで同様の結果を生成することがありますが、これらの結果を得る方法はまったく異なります。各プロセスは、さまざまなニーズに合わせて開発されているため、ニーズに最も適した方法を知ることが重要です。以下では、次の製造オーダーを参照するのに役立つ各製品の利点を紹介します。
CNC 加工:
CNC 機械加工は、一般的なサブトラクティブ製造技術です。このプロセスは通常、固体材料のブロックから始まり、さまざまな鋭利な回転ツールまたはカッターを使用して材料を除去し、目的の最終形状を実現します。 1 回限りの小バッチ生産と中～バッチ生産に使用できます。
(CNC加工とは?)
仕組み
まず、エンジニアは CAD またはコンピュータ支援ソフトウェアを使用して 2D または 3D モデルを作成します。次に、コンピューター支援製造 (CAM) プログラムを使用して、CAD ファイルを指示書に変換します。命令が作成されると、後処理プログラムがそれを特定のコマンドに変換し、実行のために CNC 工作機械に送信して、バルク材料から必要なコンポーネントを切り出します。優れた再現性、高精度、幅広い材質と表面仕上げを備えています。
3D プリント
アディティブ マニュファクチャリング (AM) または 3D プリンティング プロセスでは、一度に 1 層ずつ材料を追加してパーツを構築します。 AM プロセスは特別なツールや治具を必要としないため、初期設定コストを最小限に抑えることができます。
3D プリントは、臓器、人工装具、インプラントを作成できる医療分野で大きな用途があります。食品産業もこの技術を使用して、食品を層ごとに押し出すことによって食品を製造しています。アーティストはアートを作るためによく使用しますが、ファッション デザイナーは衣類やジュエリーを作るために使用します。
仕組み
まず、エンジニアは CAD を使用して 3D モデルを作成します。解析の完成モデルのエラーには、通常、穴や交差面が含まれます。
次に、スライサーと呼ばれるプログラムが 3D プリンターを一連の薄い 2D レイヤーに変換して、3D プリンター用のモデルを準備し、G コード ファイルを生成します。このファイルには、プリンターによって実行される一連の命令が含まれています。
次に、3D プリンターが G コード ファイルを読み取り、一度に 1 層ずつ材料を配置して 3 次元オブジェクトを作成します。モデルのサイズと複雑さ、および使用する方法に応じて、印刷プロセスは数時間から数日かかる場合があります。コンポーネントを使用する前に、洗浄、研磨、または密封する必要がある場合があります。
CNC 加工と 3D プリントの違い
CNC 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。たとえば、それらはすべて 3D モデルに基づいており、パソコンの指示に従って立体作品を作る。 STL および OBJ ファイル タイプと互換性があります。これらの基本的な類似点に加えて、CNC 機械加工と 3D 印刷は、さまざまな要件を満たし、さまざまな利点を提供することもできます。しかし、まだ多くの違いがあります。
M 素材
CNCは主に金属加工に使用されます。また、熱可塑性樹脂、アクリル、針葉樹、広葉樹、モデリングフォーム、加工ワックスの加工にも使用できます。 CNC 精密部品は、主にエンジン、航空機、生産機械、およびその他の高強度環境で使用されます。
3D プリントは主にプラスチックに使用されますが、金属の使用は比較的少ないです。一部の技術では、セラミック、ワックス、砂、および複合材料から部品を製造できます。加工が難しい素材 (TPU や金属超合金など) も 3D プリントできます。 CNC 部品と比較すると、機械的特性が小さい可能性があります。
ほとんどの 3D プリンターは、アディティブ マニュファクチャリング プロセスを使用して、特殊なプラスチック、樹脂、金属、およびその他の材料から製品を製造します。 3D パーツは通常、印刷プロセスで使用される独自の素材のため、飛行機、車両、生産機械などの過酷な環境での使用に必要な強度を備えていません。
S 小便
CNC とアディティブ マニュファクチャリングのもう 1 つの大きな違いは速度です。製品を大量生産する場合、各部品を製造する機械の組立ラインが関与するため、CNC 加工の方が高速です。 3Dプリンターは最初から最後まで一貫して作るので、大量生産には向いていません。ゼロからの 3D プリントのアディティブ プロセスは、既存のマテリアル ブロックからマテリアルを除去するサブトラクティブ プロセスよりも時間がかかります。
精度
CNC 機械加工には厳しい公差と優れた再現性があります。大きなものから小さなものまで、精密なCNC加工が可能です。 3D プリンティング システムが異なれば、寸法精度も異なります。産業機械は、公差が非常に優れた部品を製造できます。狭いギャップが必要な場合は、3D プリントの主要な寸法を特大サイズにしてから、後処理で処理することができます。 CNC ローリング ミル (アルミニウムなど) で処理される材料は、多くの 3D プリンターで使用される FDM よりも正確であり、FDM は過度の熱にさらされると変形する傾向があります。
パーツの複雑さ
CNC 加工部品を設計する場合、多くの制限を考慮する必要があります。 CNC 工作機械は、ツールが部品のすべての表面にアクセスできないため、(5 軸 CNC システムであっても) 特定のジオメトリを使用できません。ほとんどの幾何学的形状では、さまざまな側面にアクセスするためにパーツを回転させる必要があります。再配置は、処理と労働時間が増加し、最終的な価格に影響を与えるカスタムの固定具と固定具が必要になる場合があります.
CNC と比較して、3D プリントには幾何学的な制限がほとんどありません。ほとんどのテクノロジー (FDM や SLM/DMLS など) にはサポート構造が必要であり、それらは後処理中に削除されます。
サポートが不要なため、ポリマーベースの粉末床融合プロセスにより、自由な形の有機的で有機的な幾何学的形状を簡単に製造できます。非常に複雑な幾何学的形状を生成できることは、3D プリントの重要な利点の 1 つです。また、複数のコンポーネントを 1 つの部品設計に組み合わせて金型の数を減らすことができる、部品の結合への扉も開きます。
W 味
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加工は材料を奪うため、最終的にはリサイクルできない大量の廃棄物が発生します。クリーンアップは少し厄介です。ただし、3D プリントでは、ワークピースを構築するために必要な材料のみが必要なため、無駄が少なくなります。 3D プリンターは、パーツの作成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。
応用分野
製造に非常に強く、精密で、耐熱性のあるワークピースが必要な場合は、CNC フライス加工の方が優れたソリューションです。 3D プリンティングには、さらに特殊な応用分野があります。バイオプリンティング、食品印刷、建設目的、宇宙での使用が可能です。
C オスト
CNC マシンを使用して部品を製造する場合、通常、少量では単価が高くなりますが、大量生産はますます経済的になります。これにより、CNC は大量生産に理想的な選択肢となります。
3D プリントを使用する場合、単位あたりの出力コストは、バッチ サイズに関係なく同じです。少数のアイテムを生産する場合、生産される単位あたりの同等のコストは利点ですが、大量生産される場合、製品の一貫性が問題になる可能性があります.
CNC マシンを使用すると、出力の複雑さと精度に応じて、製品の単価が増加します。複雑な CNC 出力のコストが高いのは、通常、必要なツール パスの数が多く、使用するツールの数が少なく、これらのタスクを完了するのに時間がかかるためです。製造されるユニットの複雑さに関係なく、3D プリント ジョブのコストは同じです。
C まとめ
CNC 技術と 3D プリンティングは、ある程度機能が重複していますが、それぞれの利点により、特別な用途に適しています。鉛筆とボールペンのようなものです。鉛筆が必要な仕事もあれば、ボールペンの方が便利な仕事もあります。通常、CNC 機械加工は、すぐに入手できる材料から作られた精密で高精度の製品を必要とするプロジェクトに最適です。 3D プリンターの特性により、プロトタイプ、ビジュアル ベース、カスタム デザイン製品の作成に非常に適しています。
要約すると、世界には 3D プリンターと CNC マシンの余地がたくさんあります。
製造プロセス