アディティブ マニュファクチャリングとサブトラクティブ マニュファクチャリング

産業革命以来、製造技術の発展は決して止まりませんでした。企業は常に、より速く、より安価で、より優れた生産方法を探しています。過去数十年間、カスタム パーツを製造するための最も信頼性の高いプロセスのいくつかは、付加製造または除去製造という 2 つの側面に属していました。材料には、プラスチック、熱可塑性樹脂、鉄、鋼、炭素などがあります。材料から物体を作成するために付加製造プロセスと除去製造プロセスの両方が使用されますが、それらは同じではありません。では、アディティブ マニュファクチャリングとサブトラクティブ マニュファクチャリングの違いは何ですか?

アディティブ マニュファクチャリングとは?

アディティブ マニュファクチャリングは、材料を追加してオブジェクトを構築するプロセスを対象としています。企業が材料を追加してオブジェクトを構築する場合、それはアディティブ マニュファクチャリングと見なされます。材料はベッドまたは基板に徐々に追加されるため、原材料とは異なるサイズと形状の新しいオブジェクトを作成できます。

ほとんどのアディティブ マニュファクチャリング プロセスには 3D プリントが含まれます。実際、「アディティブ マニュファクチャリング」という用語は、3D プリンティングの代名詞になりました。 3D プリンターは、印刷ベッドに材料を堆積させる機械です。したがって、材料を追加してオブジェクトを構築します。一般的な 3D プリンターの動作原理は、押し出された材料をノズルから放出することです。ベースレイヤーを構築してから、次に高いレイヤーを構築します。オブジェクトが完成するまで、3D プリンターは個々のレイヤーを構築し続けます。

B 利益

アディティブ マニュファクチャリングの最大の利点は、設計の多様性です。アディティブ マニュファクチャリングでは、非常に複雑なモデルを作成したり、他の製造プロセスでは作成できない中空の内部パーツを使用した設計を作成したりできます。実際、ほとんど CAD で作成できる設計は、アディティブ マニュファクチャリングによって複製することもできます。

プロトタイプ モデルの数が少ない場合は、通常、アディティブ マニュファクチャリングの方が実用的です。これは、FDM 3D プリンターなどのアディティブ マニュファクチャリング マシンのセットアップがほとんど必要ないためです。 3D デザインを使用すると、数分で 3D プリンターを開始できます。プロセスはほぼ完全に自動化されているため、ツールの変更に時間を費やす必要はありません。この柔軟性により、アディティブ マニュファクチャリングは「オンデマンド」生産に最適なテクノロジーとなります。

アディティブ マニュファクチャリングは既存の材料から廃棄物を一切除去しないため、このプロセスは本質的に、サブトラクティブ マニュファクチャリングと比較して廃棄物を大幅に削減します。企業にとっては、これにより廃棄物処理やリサイクルのコストを削減できます。

デメリット

アディティブ マニュファクチャリングは設計の多様性に優れていますが、材料に関しては厳密に制限されています。ほとんどの 3D プリント技術は、プラスチックまたはプラスチック複合材料の使用に限定されています。さらに、レイヤーバイレイヤー工法は、レイヤーが互いに接着する構造上の弱点につながります。これは、アディティブ マニュファクチャリングを使用して作成されたオブジェクトが、重量を支えたり、極端な条件に耐えたりするのに十分な強度を持たない可能性があることを意味します。これにより、機能しないプロトタイプの作成に使用される積層造形が本質的に制限されます。

既存の 3D プリンターは印刷に金属を使用できますが、業界ではまだまれです。一般に、3D プリントを使用してカスタム金属部品を作成すると、CNC 機械加工を使用してカスタム金属部品を作成するよりも費用がかかります。

比較的高速な 3D プリント プロセス (SLS や SLA など) でも、レイヤーごとにオブジェクトを構築するプロセスは非常に低速です。これにより、大量の需要に対応するためにアディティブ マニュファクチャリングは実用的ではなくなります。 3D プリンターには、限られたサイズのビルド プラットフォームもあります。作業に大きな部品やモデルが必要な場合は、それらを小さな部品として印刷し、接着する必要があります。これにより、余分な作業が発生するだけでなく、障害点が増えることは言うまでもありません。

とは 除去製造 ?

除去製造には、材料を除去してオブジェクトを構築するプロセスが含まれます。本質的に積層造形の反対です。同社は材料を足すのではなく、材料を取り除くことでサブトラクティブ・マニュファクチャリングを行っています。それは通常、大きな原材料から始まります。次に、会社は余分な材料を取り除き、より小さな寸法と異なる形状の新しいオブジェクトを作成します.

サブトラクティブ マニュファクチャリングという用語は、CNC コンピューター数値制御 (CNC) マシンを使用して元のブロックから材料を連続的に除去し、目的の形状とサイズを実現することによってオブジェクトを製造するプロセスを指します。このプロセスは、設計エンジニアが CAD モデルを機械工場に提出するときに始まります。できればオンライン見積システムを使用します。高度なソフトウェアがツール、ツール パス、および最適なワークピースを分析および設計し、選択します。 CNC 工作機械は、金属、木材、ガラス、セラミック、プラスチック、複合材料など、さまざまな材料を使用できます。

利点

除去製造にはいくつかの重要な利点があります:

表面仕上げ

高精度と幾何学的精度

優れた再現性

高負荷アプリケーション

アディティブ マニュファクチャリングと比較して、特定の部品の処理コストが低くなります。減算製造により、素材の元の完全性が維持されます。これは、減算によって製造された製品がより耐久性があることを意味し、この技術は自動車および航空機製造業界で特に人気があります.

複数の素材に対応

スピードと高い生産性

除去製造には、直線および多軸回転機能を備えた機械が含まれます。標準的な 3 軸および 5 軸の CNC フライス盤と旋盤は、複雑な設計を実現するためにさまざまな方向からワークピースを加工できます。

通常、サブトラクティブ マニュファクチャリングで作成されたモデルとパーツの品質は、アディティブ マニュファクチャリングよりも優れています。このプロセスではレイヤ ラインが表示されないため、後処理プロセスで最小限の作業しか必要ありません。

デメリット

過度に複雑なデザインや中空のオブジェクトを CNC 加工で切断または彫刻することは不可能です。また、CNC マシンのセットアップには多くの時間がかかります。わずかな設計変更でも再組み立てが必要な場合があり、手動で行う必要があります。したがって、CNC 機械加工は、メーカーが大量生産のために予約しているものです。

最終的な考え

製造技術の面では、3D プリンティングによる付加製造はまだ新しい技術です。そのセールス ポイントは、ほとんどすべての 3D デザインに優れたセールス ポイントを作成できることですが、この技術は、従来の製造方法を排除するには不十分です。除去製造法は何十年も前から存在していますが、いまだにいくつかの業界で標準として広く認識されています.

除去製造は、企業が大量の部品を迅速かつ確実に生産する必要がある場合に使用する方法です。この技術は、金属から耐久性の高い部品を製造するのに特に適しています。レーザー切断や放電加工 (EDM) などの新しい技術を探求する企業がますます増えていますが、サブトラクティブ マニュファクチャリングは消滅の危機に瀕していないようです。