CNC 加工と射出成形の比較

部品製造の 2 つの一般的な方法は、CNC 機械加工とプラスチック射出成形です。どちらの方法も、ヘルスケアから航空学まで幅広い業界に役立ちますが、根本的に異なる生産手段です。

最終的に使用する方法は、プロジェクトの範囲と仕様によって異なります。制作方法を選択する際に考慮すべき重要な点は、プロジェクトのコスト、材料、および時間枠です。

CNC 加工とは

CNCは「コンピュータ数値制御」の略です。基本的に、CNC 機械加工は、コンピュータ支援図面 (CAD) ファイルと回転旋盤を使用して部品を製造するコンピュータ制御の方法です。提供された材料を切り取って、目的の形状を作成します。

コンピューター制御であるという点で、3D 印刷に似ています。ただし、3D プリントは付加的なプロセスであり、材料がまだ存在していなかった空間に材料を追加します。 CNC 機械加工では、既に存在する材料のブロックを切り取ります。

用途

CNC 機械加工の典型的な用途には次のようなものがあります。

• ビジネスサイン
• 医療用インプラント
• 船舶
• プラスチック射出成形金型
• ラピッド プロトタイピング
• 電気部品

射出成形とは

射出成形は、プラスチック材料を溶かし、「ツール」とも呼ばれる金型に射出することによって部品を製造します。まず、機械のバレル内でプラスチックを溶かし、金型に射出します。プラスチックは金型内で硬化および冷却され、バラバラになって排出され、サイクルが再び始まります。射出成形金型は、マシン サイクルごとに 1 つの製品を製造します。

成形は、既存のソースから材料を切り離すのではなく、空の金型に充填するという点で、CNC 機械加工の反対です。

用途

CNC 機械加工と同様に、射出成形は多くの業界で使用されています。一部のアプリケーションには以下が含まれます:

• プラスチック飲料のキャップ
• 医療検査キット
• ドアと窓の鍵
• 家畜用のプラスチック製餌箱
• プラスチック電子部品

CNC 加工と射出成形

それぞれの方法には長所と短所があります。選択する生産方法は、プロジェクトによって異なります。つまり、使用する必要がある材料、設計がどの程度変更されると予想されるか、部品が必要になるまでの時間です。

消費者から見た 2 つの方法の最も重要な違いは次のとおりです。

リード費用

部品を製造するには金型が必要なため、射出成形のリードのコストは CNC 機械加工よりも高くなる傾向があります。金型のコストは、その複雑さとサイズによって異なります。何枚作る必要があるか考えてみましょう。射出成形金型は一度に 1 つの部品しか作成できないため、需要を満たすために複数の金型に投資する必要がある場合があります。

CNC マシンは、プロジェクトを開始するために必要なのは CAD ファイルと材料のブロックのみであるため、CNC 機械加工のリード コストにより、射出成形よりも費用対効果の高い代替手段となります。

速度

すぐに部品が必要な場合は、CNC 加工が最適です。機械工はCAD図面を数日で作成し、完成後すぐに作業を開始できるため、リードタイムはかなり短くなります。生産が開始されると、それは迅速なプロセスです。既存の素材を切り離すと、まったく新しい作品を生産するよりも時間がかかりません。

CNC マシンは、複数のマシンが各部品を製造する組立ラインとしても機能します。この機能により生産速度が大幅に向上するため、CNC は部品の少量生産や迅速なプロトタイプ生産などのアプリケーションに最適な選択肢です。

射出成形は迅速な生産方法ですが、リードタイムが長いため、開始まで待つ必要があります。設計仕様によっては、金型の作成に数週間から数か月かかることもあります。そのため、射出成形は最終製品の長期生産ラインに最適です。

ボリューム

射出成形は、膨大な量の製品を高速かつ低コストで処理できます。通常、射出成形で最も費用がかかるのは金型自体ですが、大量生産を開始すると価格は大幅に下がります。 CNC 機械加工も大量に生産できますが、この方法を使用して小規模なバッチを作成する方が費用対効果が高いことがよくあります。

一般に、射出成形は、数千および数万の製品の実行に適しています。 CNC 機械加工は、部品の数が少ないほど手頃な価格です。

材料

CNC マシンは、金属合金や木材から高性能プラスチック、さらにはワックスまで、さまざまな材料を扱うことができます。射出成形は主にプラスチックと樹脂に限られます。

CNC マシンは、マシンの高い耐熱性により、一般的に、金属や硬質プラスチックなどのより剛性の高い材料を使用して生産することができます。 CNC マシンはより柔軟な材料にカットできますが、使用する加工方法によっては、反りのリスクが高くなる可能性があります。そのため、プラスチック部品には射出成形を選択し、ゴムのような柔らかくて柔軟な素材を選択してください。

精度と公差

公差は、標準測定値からの部品の偏差の尺度です。公差を表す方法は複数ありますが、通常、機械工は「+/-」記号の後に適切な数字を使用します。たとえば、機械の公差が +/-0.001 インチの場合、完成品の各カットは、任意の方向で指定された値よりも 0.001 インチ大きくなったり小さくなったりする可能性があります。

プロジェクトによって異なる可能性があるため、CNC 機械加工または射出成形のいずれにも真の標準はありません。製造業者は通常、生産を開始する前に、顧客に許容範囲を提供するよう要求します。顧客が番号を提供しない場合、メーカーは社内標準を使用する場合があります。

CNC 機械加工では、射出成形よりも公差を厳しくすることができます。つまり、測定は一貫して正確になります。射出成形では厳しい公差が可能ですが、達成するのはより困難です。

さらに、射出成形は金型構造により、CNC 機械加工よりも欠陥が発生しやすくなります。金型は、製造中に互いに接近する 2 つの別個の部品で構成されているため、一部の材料では表面の欠陥が生じる可能性があります。インジェクターは部品に気泡を追加することもあり、製品内に他の欠陥を引き起こす可能性があります. CNC 機械加工部品にも欠陥が生じる可能性がありますが、この方法を使用するときれいな表面仕上げが得られる可能性が高くなります。

柔軟性

CNC 機械加工は、射出成形よりも設計変更の自由度が高い。部品の設計を変更する必要がある場合、機械工は新しい仕様に合わせて CAD ファイルを変更する必要があります。この迅速な調整は、カスタム パーツの作成やプロトタイプの調整時に特に役立ちます。

射出成形金型を使用している場合、製品の仕様を変更するたびに、まったく新しい金型が必要になります。この種の挫折は高くつき、タイムラインに影響を与える可能性があります。射出成形は信じられないほど高速ですが、新しい金型を待った後、追いつくために全力疾走している可能性があります。

CNC 加工は American Micro Inc. にお任せください

高品質の部品がすぐに必要ですか? AMIがお手伝いします。ここをクリックして、CNC 加工サービスの詳細を確認するか、無料の見積もりについてお問い合わせください。