CNC加工 vs 3Dプリント：あなたのプロジェクトに適した製造方法は？

製造業界に新たなイノベーションが登場する中、最も話題になる2つの方法が3DプリントとCNC加工です。これら2つの製造プロセスは、全ての産業に必要な多様なコンポーネントを提供できます。しかし、それらの違いにより、顧客は自社の部品、コンポーネント、完成品の製造にどちらが適しているか迷うことがあります。両者を比較検討してみましょう。

CNC加工

コンピュータ数値制御（CNC）加工は50年以上の歴史があります。大きな材料から余分な部分を削り取って製品を削り出す「減法製造」プロセスと見なされています。CNC加工は試作、少量生産、大量生産のいずれにも使用可能です。基本プロセスは、エンジニアがCAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアで2Dまたは3Dモデルを作成し、そのモデルファイルをプログラムで機械指示に変換、CNC機械が実際のコンポーネントを作成するというものです。

CNC加工プロセスでは、旋盤、研削盤、プラズマ/レーザーカッター、フライス盤など、複数種類の機械を使用します。

メリット

• 無制限のサイズ範囲：CNC加工は様々なサイズのコンポーネント製造に対応可能。
• 多様な材料使用：金属、合金、プラスチック、ワックス、アクリルなど幅広い材料を使用可能。
• 高精度生産：CNC機械はミクロン単位の精度を達成可能で、非常に精密なプロセスです。
• 耐熱性：CNC機械はコンポーネント製造時に高い耐熱閾値に耐えられます。
• 高速大量生産：減法製造は、不要な材料を単純に除去するだけで積層造形より高速。複数の機械を使用して完成品を作成します。
• 再現性と品質：CNC加工は大量生産において高品質で再現性のある製品製造に優れています。
• 強靭な部品：強度と耐久性が求められる部品（航空機コンポーネントなど）には、通常CNC加工が推奨されます。

デメリット

• 廃棄物：CNC加工は廃棄物を生み出します。メーカーに廃棄物の回収・リサイクル手段がない場合、製造コンポーネントのコスト増につながる可能性があります。
• 互換性のないファイル：CNC機械用にCADで作成されたファイルは、3Dプリントなど他の製造プロセスでは使用できません。
• 少量生産ではコスト高：CNC加工は生産数が増えると単価が下がります。大量生産に最適で、少量生産ではコストがかさむ可能性があります。

3Dプリント

3Dプリントプロセスは新しい技術ではなく、1980年代に発明されました。しかし、メーカーがプロセスで大きな進歩を遂げたのはここ数十年のことです。この方法は「積層造形」と呼ばれます。積層造形では、材料を積み重ねて完成コンポーネント、部品、最終製品を作成します。技術は、材料を底から上へ層ごとに重ねることで行われます。

CNC加工と同様に、3DプリントもCAD機械でモデルファイルを作成します。エンジニアはスキャナーも使用可能。その後、プログラムが3Dモデルを2D層にスライスし、製造指示を含むGコードファイルを生成。このGコードファイルが3Dプリンターに送られ、物理的製品が作成されます。

使用材料の種類に基づき、3Dプリントで製品を作成する方法はいくつかあります。選択的レーザー焼結と選択的レーザー溶解は主に金属用、溶融積層法とステレオリソグラフィはプラスチックとポリマー用です。

メリット

• コンポーネントの複雑さ：積層造形プロセスにより、単一材料から極めて複雑な形状を作成可能。
• 柔軟性：少量生産での生産ジョブ切り替えにおいて、3Dプリントプロセスは非常に柔軟です。
• カスタマイズオプション：この積層法は、アート、ジュエリー、医療などニッチ産業向けのユニークでカスタマイズされた部品製造に優れています。
• 少量生産でコスト効率良好：3Dプリントの単価は少量生産でも安定しています。
• 試作と少量生産に最適：3Dプリントは試作と少量生産を高速化できます。
• 廃棄物が少ない：積層製造プロセスであるため、製品製造に必要な正確な材料量のみを使用します。

デメリット

• 材料選択の制約：従来の減法が処理できる広範な材料を3Dプリントで使用することはできません。
• サイズ制限：コンポーネントはプリンターベッドのサイズに基づいてのみ作成可能。大型製品の作成は可能ですが、各コンポーネントを別々に作成し後で組み合わせる必要があります。
• 大量生産ではターンアラウンドタイムが遅い：このプロセスは、CNC加工のような大量生産には対応できません。

製造ソリューションにはインプローをご利用ください

CNC製造と3Dプリントの比較には多くのメリットとデメリットがあります。3Dプリントは試作と少量製品を作る顧客にメリットを提供しますが、材料の柔軟性、短納期、精密で再現性のある大量生産を求める産業には、CNC加工プロセスに驚異的なメリットがあります。最適な製品製造方法を決定するお手伝いをするため、インプローの専門家にご相談ください。