3DプリンターVS3DCNCルーター

近年、CNC技術の普及と安価化により、CNCルーター、CNC旋盤、さらには材料を製品に簡単に加工できる5軸CNCマシニングセンターが誕生しました。彼らはファンに受け入れられ、負担をかけられてきました。 DIYCNCルーターもご利用いただけます。長年にわたり、3DCNCルーターはファンに人気のあるトピックの1つになりました。ただし、最近では、3Dプリンターの低コストとハードウェアおよびソフトウェアのオープンソースにより、3Dプリンターが人気のトピックになっています。

3DCNCルーター

CNCはComputerNumerical Controlの略語で、コンピューター制御の機械加工装置を指します。この技術は、コンピューターを使って機械加工装置への加工データの送信を実現することができます。フライス盤、旋削、研削、穴あけなどの加工工程を高精度に行うことができます。また、1つのデバイスで複数の処理手順を実現できます。そのような機器には多くの種類があり、それらの機能も異なります。一般的に使用されるのは、CNCマシニングセンター、CNC旋盤、CNCルーターです。それらの制御システムは、制御コードまたは他の記号命令を使用してプログラムを処理し、コンピューターを介してそれらを変換することができます。工作機械が所定の動作を行い、ブランクをカッターで切断して半製品または完成品に加工するようにコーディングします。

ほとんどのDIYファンには3DCNCルーターがあり、通常2〜5軸で、最も一般的なのは3軸CNCルーターで、主にフレーム、モーター、トランスミッションの機械部品、スピンドル、および制御システムで構成されています。基本的な動作原理は次のとおりです。制御システムはデータを変換および処理し、それを電気信号に変換してモーターを駆動します。モーターがトランスミッションの機械部品を駆動するため、スピンドル上のツールまたはワークピースがX、Y、およびZ空間方向に移動できます。高速回転工具は必要な被削材をカットしません（図1参照）。 3軸CNCルーターは、一般的にバルク材料の穴あけ、フライス盤、切断に使用されます。切削工具は、従来の合金工具またはレーザーにすることができます。従来のCNC技術は、ブランク材を少しずつ差し引いて完成品を得る減算技術と言えます。

<中央> 図1

3Dプリンター

従来のCNCテクノロジーが減算テクノロジーである場合、3Dプリンターは加算テクノロジーも使用します。 3D印刷技術は、20世紀の終わりに最初に始まり、後に開発されたさまざまなラピッドプロトタイピング装置は非常に高価でした。最近まで、CNCテクノロジーはオープンソースになり、ラピッドプロトタイピングの特許期間が終了し、外国の安価な3Dプリンターが登場し続けました。 Inspurもこの国を襲い始めており、さまざまなシンプルな3Dプリンターが愛好家の目に留まりました。

3Dプリンターは、一種のラピッドプロトタイピング装置です。基本原理は、従来のCNCとプリンターの組み合わせと見なすことができます。数値制御CNCテクノロジーを使用して、モデルファイルをフレームの空間変位に変換し、3D印刷ノズルが粉末状の金属またはプラスチックを接着できるようにします。マテリアル、レイヤーごとに印刷してオブジェクトを作成します。インクジェットプリンタで印刷する場合、デジタルファイルはプリンタに転送されます。プリンターが解釈した後、インクの層が紙の表面にスプレーされて、2次元画像を形成します。 3D印刷の場合、ソフトウェアはコンピューター支援設計技術（CAD）を介して一連のデジタルスライスを完成させ、これらのスライスの情報を3Dプリンターに送信します。 3Dプリンターは、連続する薄いレイヤーを積み重ねて、ソリッドオブジェクトを形成します。 3Dプリンターと従来のプリンターの最大の違いは、使用する「インク」が実際の原材料であるということです。

積み重ねられた薄層にはさまざまな形態があります。次の3つの方法が一般的です。

1.「インクジェット」方式：3Dプリンターのノズルが液体プラスチック材料の非常に薄い層を排出し、それを紫外線またはレーザーの下に置いて固化し、トレイを非常に短い距離だけ落下させて次の層を積み上げます。これは完了するまで継続的に積み重ねられます（図2を参照）。

<中央> 図2

2.「融着成形」法：追加の硬化プロセスは必要ありません。プラスチックはノズルで直接溶融され、圧力を使用して押し出され、堆積および積み重ねられ、冷却されて空中で形成されます（図3を参照）。

<中央> 図3

3.「粉末焼結」法：粉末粒子をトレイに噴霧して非常に薄い粉末層を形成し、次に液体バインダーを噴霧して固化させるか、粉末層をレーザー、電子流、 1層1層が積み重ねられています。このように印刷する場合、印刷物に穴やカンチレバーなどの複雑な構造が含まれている場合は、印刷プロセス中にゲルやその他の物質を追加して、サポートを提供したり、スペースを占有したりする必要があります。また、スペースのこの部分をクリアする必要があります。印刷後。印刷媒体には、プラスチック、金属、セラミック、ゴム、食品、さらには人間の細胞を使用する臓器など、さまざまな種類があります。

比較

動作原理の比較から、両方に長所と短所があることを確認することは難しくありません。 CNCルーターは、既存のプロファイルまたは半製品で処理できます。材料の要件は高くありません。加工された材料は簡単に入手でき、安価です。それらは、金属、木、石、プラスチックなどであり、サイズが非常に大きくなる可能性があります。 3Dプリンターには特別な印刷消耗品が必要ですが、これは印刷に費用がかかり、大きなサイズを実現するのが困難です。 CNCルーターは、工業製品の製造、金型の製造、手工芸品の製造、広告業界、アマチュアの部品の製造などに適しており、3Dプリンターは材料によって制限され、製造する製品は「融着成形」機のように比較的壊れやすいです。消耗品は主にプラスチックです。製品は金属ほど硬くすることはできず、一般にモデルの手作り生産、個人の手工芸品生産、製品サンプル生産、古代の化石修復などに適しています。CNCルーターは適切なプロファイルまたは半作業中に完成品が完成しましたが、3Dプリンターはそうではありません。印刷物は空から出てきたと言え、デザイナーに大人気です。構造的には大きな違いはありません。これらはすべて、X、Y、Zの3つの軸で構成されるフレーム構造に適用されます。主な違いは、CNCルーターがスピンドルとツールを使用して材料をフライス加工することです。 3Dプリンターは、ノズルを使用して材料を蓄積します。