CNC加工 vs 3Dプリンティング：適切な生産方法の選択

CNC加工 vs 3Dプリンティング：生産用途での比較と解説

ストラタシス・ダイレクト・マニュファクチャリングは、効率的な生産と必要な完璧な部品を達成するための製造ソリューションを提供しています。少量生産プロジェクトを追求する際、2つの製造方法が候補に上がることがあります：3DプリンティングとCNC加工。両方ともプラスチックと金属材料を提供し、どのソリューションがプロジェクトに最適か判断するのが難しい場合があります。以下では、それぞれの利点を取り上げ、次の生産オーダーのナビゲーションをお手伝いします。

CNC加工と3Dプリンティングの定義

CNC加工は、コンピュータ化されたパスに従って、原材料のブロックから切削工具で材料を除去して部品を形成する減法製造方法です。ストラタシス・ダイレクトは、3軸と5軸のCNCマシンを使用し、工具を3つまたは5つの異なる軸に沿って移動させて材料を指定された形状にフライス加工します。CNC加工は一般的に、金属とプラスチック材料の両方で、プロトタイプ、マスターパターン、少量生産部品の迅速な生産に使用されます。

3Dプリンティングは、3Dモデルデータから材料を層ごとに結合する付加製造方法で、通常はノズルを通じた材料の堆積、UV硬化、および/または熱エネルギーによって行われます。ストラタシス・ダイレクトは、生産製造用の4つの3Dプリンティング技術を提供しています：FDM®、レーザー焼結（LS）、マルチジェットフュージョン（MJF）、直接金属レーザー溶融（DMLM）。3Dプリンティングは、金属とプラスチックの両方で、ラピッドプロトタイピングと少量生産部品の製造に使用されます。

高レベルでは、CNC加工と3Dプリンティングは類似した製造課題に対応します。以下では、アプリケーション、仕様、予算に基づいてそれぞれのプロセスをいつ使用するかをナビゲートするのに役立つ固有の違いを掘り下げます。

CNC加工と3Dプリンティングの材料比較

製造方法を選択する際、コストや製品要件に関連して、あなたのアプリケーションに最適な材料に焦点を当てるかもしれません。一般的にほとんどの商業用プラスチックと金属をCNC加工できますが、3Dプリンティングで利用可能な材料は3Dプリンティング技術に結びついています。

例えば、射出成形とCNC加工で一般的に使用されるプラスチックは、FDMやLSのような熱可塑性3Dプリンティング技術で動作するように開発されてきました。ステンレス鋼やチタンのような伝統的に機械加工される金属は、直接金属レーザー溶融（DMLM）による粉末金属製造向けに開発されてきました。

3Dプリンティング材料の進歩は過去5〜10年で急増しました。今日、利用可能な3Dプリンティングプロセスは、幅広いプラスチックと金属材料で生産部品を作成するのに十分です。付加製造技術の進歩とそれに対応する材料進化の進歩が相まって、製品開発と生産中にエンジニア、設計者、製造業者が3Dプリンティングをどのように見なし、依存するかに大きな影響を与えました。

ほとんどの部分で、両製造方法は典型的なアプリケーションで利用される商業用プラスチックと合金を提供し、航空宇宙や医療のような産業で見られる特殊材料へのアクセスも可能です。材料ニーズが両オプションで満たされる場合、他のどの要因が製造選択に影響するでしょうか？

CNC加工と3Dプリンティングの設計比較

部品サイズ - ストラタシス・ダイレクトでは、単一切削エンベロープを持つCNCマシンのビルドボリュームは最大84インチ x 40インチ x 36インチに達します。ストラタシス・ダイレクトでの最大3Dプリンティングビルドボリュームは、FDMプリンターで36インチ x 24インチ x 36インチです。両製造方法で、設計を複数のコンポーネントに分割し、それらを組み立てまたは溶接することで、より大きな部品を構築できます。

公差 - CNC加工の最大の強みの1つは、非常に厳しい公差を達成できる能力です - しばしば±0.005インチまたは0.001インチ/インチのどちらか大きい方。よく設計された部品では、FDM技術で±0.0035インチまたは±0.0015インチのどちらか大きい方の公差が可能です。公差が優先事項なら、CNC加工が最良の製造オプションです。ストラタシス・ダイレクト・マニュファクチャリングは、3Dプリント部品の造形後の公差加工も提供しています。

速度 - 3Dプリンティングは高速生産で優れています。部品形状とサイズに依存しますが、MJFやFDMのような技術での3Dプリンティングジョブは数時間で完了します。部品が限られたパスの単純な形状であれば、CNC加工の方が速い操作になる場合があります。CNC加工は3Dプリンターよりもオペレーターを必要とする場合が多く、機械技師がビルド中に手動で治具や部品を再配置する必要があり、加工時間が長くなります。

設計の複雑さ - 3Dプリンティングは、CNC加工では不可能な穴、有機形状、チャネルを持つ複雑なマスターパターンを設計する自由を与えます。また、複数のコンポーネントを1部品設計に統合して金型の数を削減する部品統合への道を開きます。CNC機械加工パターンは複雑な形状を達成できますが、設計が複雑になればなるほど、手動製造と後仕上げに依存するようになります。

両方法とも少量生産部品に適していますが、最も適切なプロセスは、あなたの材料ニーズ、部品形状、プロジェクトタイムラインに対応します。