CNC彫刻：コンピュータ制御機械が芸術をどう変えたか
投稿日：2020年3月27日 | 執筆：WayKenラピッドマニュファクチャリング
芸術が貴重なのは、世界のユニークなビジョンを提供するからです。芸術家は絵画や彫刻に自分自身の何かを残すと言われます。しかし、想像力とは別に、石の塊からイメージを彫り出すには膨大な技術が必要でした。今日、現代技術は誰にでも、技術がなくても芸術家になれるユニークな機会を提供しています。アートピースのカスタム製造は、非常に人気のあるCNC加工技術となっています。
なぜCNC加工が芸術を再発明させたのか
超高精度でプログラムに従って切削工具を動かす技術であるCNC加工は、通常工業用部品と関連付けられます。しかし、確立された加工技術と設備により、CNC加工は他の分野でも魅力的な選択肢となりました。
歴史を通じて、芸術の能力は二つの要因で制限されてきました。人間の想像力と人間の技術です。CNC加工は第二の制限を取り払います。複雑な自由曲面を作成する能力は彫刻に極めて有用です。手工具では不可能だった、または数十年かかった、失敗コストが高かったものが、CNCマシニングセンタなら数時間で生産可能です。
CNC加工は芸術家が作品を高速で再現することを可能にします。NCプログラムが完成すれば、ブランク材料さえあれば無限の数の彫刻を作成できます。これは製品製造にユニークな機会を開きます。CNC加工は日常的なシンプルなオブジェクトを芸術作品に変えました。20世紀の車と現代の車を比較すれば、加工技術が自動車の美観をいかに向上させたか驚くでしょう。同じことが事実上あらゆるものに言えます。
CNCアート加工の材料
アートオブジェクトは永続性が求められます。屋外展示が多いため耐食性が必要です。しかし、彫刻材料選定の最優先考慮事項はその美的品質です。幸い、CNC加工技術は対応可能な材料の幅広いバリエーションを提供します。CNC彫刻で最も一般的な材料はアルミニウム、銅、青銅、木材です。
これらは工作機械で非常に切削しやすく、良好な耐食性を備えます。多くの彫刻は伝統的に大理石、花崗岩、その他の岩石で作られます。これらは硬度と脆さのため、切削がはるかに複雑です。材料のチャタリングを防ぐため、特殊工具とクーラントが必要です。銀や金などの貴金属も使用されますが、主にジュエリー製造向けです。
CNC彫刻用切削工具
切削工具は二つの考慮事項で決まります。生成すべき表面と材料です。彫刻は多くの小さな特徴と複雑な自由曲面を持つ有機的なオブジェクトであることが多いです。大半の彫刻は回転体ではないため、彫刻に最適な工作機械は3軸と5軸のフライス盤です。多数のエンドミルが必要です。最良のアプローチは、エンドミルで可能な限り多くの材料を除去することです。
この時点で、最終的なアートオブジェクトの幾何学に近い階段状構造が得られます。次に、ボールエンドミルやCNC彫刻ミルに切り替え、送りとステップオーバーを最小にして、多くのパスで全ての小さく複雑な特徴を仕上げます。片側からのみ加工することが重要です（例：ミルが前面から入り背面から出る）。そうでなければ表面仕上げが大幅に悪化します。
木材加工用の特殊工具があります。通常2枚刃で、金属切削工具より薄いですが、切りくず排出性に優れ仕事をこなします。高速加工用金属カッターは鋼、銅、アルミニウム彫刻に有用です。通常頑丈で剛性が高く、木材切削工具より高精度が得られます。大理石や花崗岩を加工する場合はダイヤモンド工具が選択肢です。岩石の硬度に耐えられるからです。
加工スキルなしでアイデアをアートピースに変える方法
私たちはアイデアがスキルより価値ある素晴らしい時代に生きています。機械技師や名工彫刻家でなくてもアートを作れます。アイデアといくらかの投資さえあれば十分です。CNC加工彫刻のアイデアがあるとしましょう。それを物理オブジェクトに変えるには何をすべきか？
まず、3Dモデルが必要です。詳細であればあるほど良いです。最終結果はモデルに大きく依存するからです。自分の設計をスケッチし、専門家にモデル作成を依頼するか、プロにしたいなら3Dソフトウェアの講座を受講することをお勧めします。石を彫るよりは確実に簡単です。
モデルが完成したら、それに基づいてアートピースを製造します。CNC工作機械は3Dモデルをプログラムに使用します。機械操作を学ぶのは3Dモデリングよりはるかに難しいです。しかし、リーズナブルな価格でサービスを提供するCNC機械加工ショップが多数存在します。
CNC加工に最も適した一般的な彫刻タイプ
CNC加工には当然制約があり、全てのタイプのアートオブジェクトを作れるわけではありません。CNC加工に適した最も一般的なアートピース例をリストアップします。
- 彫刻（エングレービング）。名前が物語っています。プレートからパターンや浅い彫刻を作成します。パターンが工具で容易に到達できるため、CNC加工で容易に実現可能です。
- スライスされた個別彫刻。最近人気の新しいタイプのウォールアートで、複数の板材が壁に平行に配置されます。各板材にデザインの一部分があり、全体で美しい画像を形成します。板材を工作機械に一緒に設置し、一つとして加工できるため、高速で製造可能です。
- 大理石の伝統的な像。最も加工が難しいタイプです。通常多くのディテールを持ち、一部の特徴は到達が困難で、材料の加工が難しいからです。しかし、生産体制を正しく整えれば、より高価値となります。
- 日用品に実装された芸術。ドアノブ、スプーン、フォーク、箱などが、動物や木などの形で彫刻されることがよくあります。これらの複雑な芸術的形状は、CNC加工なしでは製造が困難です。
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