あなたのパートを作成するのに適していますか?
世界中のメーカーは、機能部品を作成するためにさまざまなオプションを検討することがよくあります。
彼らは、生産コスト、時間、エネルギーを削減する最新技術を探しています。そこで彼らの探求は行き詰まってしまいます。彼らは CNC と 3D プリントのどちらかを選択する必要があります。
あなたもそれらのメーカーの一人ですか？ 3D プリントや CNC 加工で機能部品を作成してみませんか?もちろん、3D プリントにより、工業レベルの生産に不可欠な品質を得ることができます。
ただし、CNC と 3D プリンティングの違いを理解することは不可欠であり、それは生産ラインに最適な技術を選択するのに役立ちます。
それでは、今日の記事で CNC と 3D プリントを比較してみましょう。
何が CNC加工?
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CNCマシニングとはコンピュータ数値制御の略称です。それはサブトラクティブマニュファクチャリングの一形態です。したがって、これは長年にわたり優れた方法であり続けています。
この手法の歴史は 1940 年代にまで遡ります。最適な精度が必要な高度な部品の機械加工に使用されていました。 CNC 加工では、最終製品を作成するために材料ブロックから切断または除去する必要があります。
現在、このようなものづくりはさまざまな形で行われています。これらには、彫刻、ワイヤー EDM、レーザー切断が含まれます。その他は旋削とフライス加工を行っています。
3Dプリントとは何ですか？
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3D プリンティングは、プロトタイピングまたは積層造形とも呼ばれます。これは最新の製造メカニズムの XNUMX つです。
これまで、3D プリントは大きく成長してきました。それは材料と技術の進歩のおかげです。この製造方法は 1980 年代にまで遡ります。
製品開発者はこの方法を使用して、デジタル設計からプロトタイプを再現します。柔軟性、低コスト、スピードの点でこれを好む人もいます。
3D プリント プロセスはレイヤーごとに行われます。それはさまざまな技術形態で提供されます。さらに、多くの金属やポリマー素材を印刷できます。
2 つのテクノロジーには長所と短所があります。そのほとんどは製品開発および製造スペースにあります。アプリケーションまたはプロセスにとって理想的な方法を評価するには、いくつかの議論があります。
ただし、2 つの方法は多くの場合補完的であることに注意することが重要です。それらは隣り合って存在することができます。これらのテクノロジーが業界に利益をもたらすかどうかを確認するには、次のような要素があります。
- 生産工程
- 設計開発
- 企業文化
- 事業の型
たとえば、機械工場では、大量生産のニーズがある場合、CNC 加工を使用できます。同時に、3D プリントを使用して、複雑または高度なデザインや形状の部品を作成することもできます。これは、CNC 加工ではできないことです。
3D プリントは CNC の代替となり得るか?
CNC 加工は、発売以来、現在まで最も一般的な試作方法であることが証明されています。もちろん、他にも新しい方法があります。しかし、たとえ共存していたとしても、この形式の減算型製造には及びません。
将来、状況が変化するかどうかは誰にも分かりません。可能性は50対50なので、確かなことは分かりません。3D プリントが CNC 加工を追い抜くかどうかはわかりません。
この形式の積層造形は素晴らしいものです。 CNC マシンが実行できるさまざまなタスクにすでに取り組んでいます。しかし、それはほんの小さな作業にすぎません。
さらに、CNC 加工の全体コストは、3D プリントと比較すると最小限です。ほとんどの人は、CNC 加工が発展のピークにあることに同意しています。
これらの機械の中には、小さいながらもミニ工場のようなものもあります。多くの企業はその機能が堅牢です。多くのタスクを実行でき、制限はほとんどありません。
CNC 加工に欠点がある場合、3D プリントがその窮地を救うために登場します。 3D プリンターを使用すると、ほぼすべての物体を数日で製造できます。ただし、重複が発生するのは一般的です。
CNC vs. 3Dプリント - A 比較研究！
CNC 加工は、サブトラクティブ製造プロセスの一部として、世界中で人気があります。他の製造方法よりも汎用性が高くなります。
ほとんどの場合、機能の詳細や部品が必要な場合、CNC テクノロジーが主要なツールとなります。これはエンジニアリング、テスト、評価では一般的です。
軍事用語では、CNC 加工やその他のサブトラクティブ プロセスは前衛と呼ばれます。 3D プリンティングやその他の付加加工方法はリアガードと呼ばれます。
2 つの方法を比較すると次のようになります。
1）使いやすさ
3D プリンターや CNC ルーターで使用できる、コンピューター支援の設計用ソフトウェアがあります。 XNUMX つのテクノロジは、異なる方法を使用して出力を提供します。
CNC ルーターは、3D プリンターの動作とは逆の方法を使用します。 CNC マシンは材料のブロックから始まります。無駄はすべて取り除かれ、目的の最終製品だけが残ります。
同様に、3D プリンターは何もないところから始まり、その後独自の素材の層を追加していきます。したがって、意図した製品デザインの形状をとる塊を形成します。
場合によっては、プリンターの機能が柔軟性と生産性の制限となることがあります。CNC テクノロジーにより、より迅速に結果が得られます。
2）材料
CNC ルーターは耐久性の高い出力を作成します。これらは高密度で引張強度の高い金属で作られています。 CNC 出力は、生産機械、エンジン、飛行機用の精密部品となる可能性があります。
また、高強度環境、ワックス、木材、プラスチックでも使用されます。他の材質も CNC 加工で加工できます。
一方、ほとんどの 3D プリンターは積層プロセスを使用します。特殊樹脂、金属、プラスチックと様々な素材を使った製品を作っています。
プリントプロセスには独自の素材が使用されています。 3D パーツは、一部の要求の厳しい設定で使用するには十分な強度がない場合があります。また、車両やその他の生産機械の設定では動作しない可能性があります。
3D オブジェクトのプリントに使用されるマテリアルは、プロトタイプ モデルの作成に適しています。個人用および家庭用の消費者グレードの製品も機能します。
歯科製品や医療製品の製造には、より新しい 3D テクノロジーが使用されています。これらの技術では、FDA が承認した独自の材料が使用されます。しかし、CNC ルーターと同等の出力品質を実現できる 3D プリンターは存在しません。
| 材料 | CNC | 3Dプリンティング |
| ステンレス鋼 | √ | √ |
| アルミ | √ | X |
| 真鍮 | √ | X |
| チタン | √ | X |
| Polycarbonate | √ | X |
| ナイロン | √ | X |
| asfasdf | √ | X |
| アルテム | X | √ |
| ABS | X | √ |
| TPU | X | √ |
| ASA | X | √ |
| PLA | X | √ |
3）費用
これら 2 つの製造形態の違いにより、価格の比較は非常に困難になります。一般的な単位の定義は、ジョブ、材料、顧客によって異なります。
比較は一般的な条件で行われます。 CNC マシンを使用して特定の部品を作成する場合、数量が少ないと単価が高くなります。 CNC 加工を使用すると、大量のバッチをより安価に製造できます。
このため、CNC加工は量産性に優れています。 3D プリントでは、バッチ サイズに関係なく、各ユニットのコストは同じです。
少量のアイテムを生産する場合、生産する各ユニットの総コストが有利になります。ただし、アイテムを大量に生産している場合、各ユニットの合計コストを計算するのが難しくなる可能性があります。
CNC 加工では、出力の精度と複雑さに応じて製品の単価が増加します。複雑な CNC 出力の高価格は、必要なツール パスの数が増えることに起因します。
また、使用する小型カッターと作業を完了するまでに必要な時間も重要です。
4）精度
CNC 加工により優れた表面品質が得られます。つまり、3D プリンターの最高の結果と比較すると、CNC で作られた部品はどこにでも直接向かうことができます。 3D プリントの場合、タスクを完了するには別のプロセスが必要になります。
全体として、CNC 加工は 3D プリントよりも効率的になります。後者は、一部の複雑なアプリケーションでは精度が不足します。
金属を使用する場合は、3D 出力を印刷する選択的レーザー溶融機構を使用できます。ただし、精度は CNC マシンほどではありません。
CNC 加工は、精度と速度の両方において無敵です。これは、その許容範囲と精度が独特だからです。CNC 加工の精度値は、約 +-0.01mm から +-0.05mm になると予想されます。まあ、形状によっても異なります。
一方で、3D プリントで達成される表面品質は CNC ほど良くない可能性があります。 3D プリントの精度は約 +-0.1 mm であることに注意してください。また、3D プリントでの製造速度は、要求される精度によっても異なります。
5) 環境への影響
CNC 加工では、標準ブロックから材料を切り出します。もちろん最終的にはめちゃくちゃになります。製造工程の後に部品を洗浄する必要があります。
これらすべてと汚れの処理は 3D 製造プロセスの一部ではありません。積層造形では、無駄を出さずに物体を形成します。
もちろん、どのメーカーも製造プロセス中の材料の無駄を最小限に抑えたいと考えています。削減できないのであれば、少なくとも廃棄物は再利用すべきです。
CNC でのいくつかの操作により、切り粉が発生する可能性があります。これには、フライス加工、穴あけ、旋削などが含まれます。金属やプラスチックのスクラップは、適切な生産プロセスで再利用することが可能です。ただし、木くず等の特定廃棄物は利用できません。
ただし、材料を機械に供給する必要があります。サポートを使用する場合、サポート以外の混乱は最小限またはまったくありません。
それに比べて、3D プリントは無駄が少ないため、より倫理的です。
CNC または 3D プリント - どちらがより有益ですか?
3D プリントと CNC の重要な違いを理解していただけたと思います。それでは、どちらの方法がより多くのメリットをもたらすかを考えてみましょう。
1）強さ
ほとんどの場合、メーカーは金属の加工に CNC 加工を好みます。したがって、CNC マシンはほとんどの場合、優れた熱的特性と機械的特性を備えたモノリシック材料を使用します。
3D プリンティングは、幅広い材料、特に液体材料を処理できます。したがって、材料に良好な物理的特性は期待できません。さらに、CNC 加工で使用される材料と比較して機械的特性が劣ります。
2) 廃棄物
CNC マシンは、正確で耐久性があり、より耐熱性の高い部品を製造するための標準です。これらの機械はほぼすべての業界で利用可能です。
業種は中小企業から大規模な生産工場まで多岐にわたります。用途は多岐にわたり、無駄も少なくありません。鋳造でも、金属成型でも、宝飾品でも。
CNC 加工とは異なり、3D プリントではオブジェクトを作成するために必要な量の材料を正確に使用します。この場合、無駄は最小限に抑えられます。ただし、サポート構造に必要な材料を忘れないでください。
しかし、上で述べたように、CNC 加工で発生した金属やプラスチックのスクラップは再利用できます。切りくずはさまざまな方法でリサイクルできます。
CNC 加工のスクラップはほとんどの場合価値があることを覚えておいてください。金属スクラップはリサイクル業者に売却できます。木くず以外の廃材も再利用できます。それが金属片であれ、小さな破片であれ！いつでも再利用できます。
3) 多彩なアプリケーション
精密で耐熱性があり、耐久性のある部品で最もよく知られています。CNC 加工は、すべての業界ではないにしても、ほとんどの業界で広く普及しています。ビジネスの規模は問題ではありません。
しかし、3D プリンティングは、ほとんどの人のビジョンも捉えています。この方法が適用される分野には、医療、航空宇宙、エンジニアリングなどがあります。その他には、バイオプリンティング、食品印刷、宝飾品、建築および建設などがあります。
4) 3D モデルとソフトウェア
CNC 加工プロセス用のソフトウェアの準備は、3D プリントよりも多少複雑です。コンピューター支援製造ソフトウェアを使用してツール パスを作成することが不可欠です。
専門家が場所を指定する必要があります。また、素材の寸法やカッターの特性もチェックします。他に設定する必要があるのは、主軸と軸の速度などです。
一方で、3D プリンターはより入手しやすくなっています。 Gコードのデジタルモデルを転送するには、スライサーと呼ばれる特別なソフトウェアが必要です。 3D 製造プロセスを制御するものです。
スライス方法は、CNC マシンを事前にプログラムするよりも簡単です。
5) 豊富なツール
同じ CNC マシンでいくつかのツールを使用できます。これにより、機能が拡張され、このプロセスの汎用性が高まります。私たちはすべてを CNC テクノロジーに帰します。
一部のマシンでは、現在のタスクに合わせてツールを自動的に変更できます。製造工程に長時間の休憩はありません。
3D プリントでは、利用できるツールが限られています。ほとんどの場合、これは問題になります。しかし、この付加的な製造方法を使用する場合、他のツールは必要ありません。3D プリントは信じられないほどの多様性を誇ります。
6）スピード
ここでは設計の複雑さが重要な役割を果たします。 CNC マシンを使用する場合、それと材料の選択によって製造速度が決まります。それは素晴らしく、ほとんどの場合、比類のないものになる可能性があります。
ただし、特に複雑なプロジェクトを処理する場合は、一部のプロセスの事前プログラミングにはさらに時間がかかる可能性があることに注意してください。
この製造には 3 ～ 4 日かかる場合があります。 3D プリントの場合、これは 1 日か 2 日かかる場合があります。
場合によっては、3D プリントは遅くなる可能性があり、連続生産には最適なオプションではありません。ラピッド プロトタイピングと呼ばれるのは、プリンターに長い事前プログラミングが必要ないためです。プリンターを実行するのに短時間しかかかりません。
必要なのは、マテリアルのロードとファイルのスライスです。これは数分で完了し、プリンターに送信できます。
付加製造は日々進歩し続けています。今日の機械は古い設計のものよりも高速に動作します。
7) 後処理
CNC マシンで作成した細部には、サンディング、サンドブラスト、メッキ、ブラッシング、研削などの後処理が必要になる場合があります。
サンディング工程
サンドブラスト加工
ブラッシング工程
粉砕プロセス
また、同じ CNC マシンで部品の研磨と仕上げを行うこともできます。ここでの結果はキャストと同じくらい素晴らしいです。
3D プリントでは、製品に後処理が必要です。内部応力のある金属部品を温度処理しているとします。一部は印刷後すぐに使用できます。
CNC と CNC に関する FAQ 3D プリント
1) 3D プリントと CNC 加工の大きな違いは何ですか?
3D プリンティング ユーザーのほとんどは、CNC マシンよりも使いやすいと言っています。ファイルを用意したら、あとは方向パーツと塗りつぶしを選択するだけです。
プリンターにはサポートが必要な場合がありますが、必ずしも必要というわけではありません。印刷を開始したら、監視する必要はありません。印刷プロセスが完了するまでプリンターから離れたままにしてください。このテクノロジーは後処理のニーズに影響を与えます。
ただし、CNC 加工にはさまざまなツールを評価する専門家が必要です。独自の製造原理に基づいて動作します。サブトラクティブ プロセスとして、素材の塊から始まります。プログラミング制御を使用します。
3軸、4軸、5軸からお選びいただけます。これらはコンピュータ数値制御と呼ばれます。 CNSはこれらの工作機械の動きを三次元的に制御します。機械は、加工プロセスが完了するまで材料を除去します。最終製品はそのまま残ります。
中でも、5 軸加工機は複雑な部品の作成に役立ちます。さらに、5 軸加工機では回転操作も少なくて済みます。これにより人員が節約され、生産速度と精度も向上します。
2) 私のビジネスには CNC マシンまたは 3D プリンターを購入する必要がありますか?
CNC 加工は 3D プリントよりも古いです。しかし、ほとんどの人はこの XNUMX つを同等に受け入れています。状況によってはこれらを併用する必要がある場合があることに注意してください。
それぞれが、射出成形などのほとんどの従来の方法に比べて大きな利点をもたらします。最適なものを選択する前に、ニーズを評価すると役立ちます。
何を購入するかはあなたのニーズによって異なります。 3Dプリンターは多用途に使えます。ただし、特定の要因が決定の邪魔になる場合があります。
まだ決めていない場合は、3D プリンターが優れた選択肢になります。十分なスキルがある場合は、CNC マシンが役に立ちます。より高度なモデルでは、ノイズと無駄が最小限に抑えられます。ただし、これらの機械はかさばるため、保管するための作業場が必要になります。
一部の 3D プリンターは低速ですが、少量生産の場合は安価になります。操作するには基礎的なトレーニングが必要です。排出量が少なく、オフィススペースでも使用できます。
決定を下す前に、あらゆる側面を考慮してください。 2 つの方法の他の競争上の利点を得ることができれば、さらに良いでしょう。
3) 金属 3D プリントは通常の CNC 加工に取って代わることができますか?
3D プリンティングと CNC 加工は同様のコア技術を使用しています。一方が進歩すると、もう一方も改善されます。
金属部品の製造プロセス全体について言えば、それは異なります。CNC 加工と金属 3D プリントは互いに置き換えることはできません。
金属 3D プリンティングは改善されており、一部のプロセスを置き換える可能性があります。ただし、CNC 加工が必要になります。
4) CNC 加工は 3D プリントよりも安価ですか?
ほとんどの平均的な例では、3D プリントは CNC 加工よりも手頃な価格です。ただし、コストは必要な部品の数と必要な速度によって異なります。
3D プリントと CNC 加工のどちらを選択するかについては、スピードが重要な要素です。もちろん、CNC を使用すると、特定の製品を大量に製造する場合の生産速度が向上します。各部品を作る機械の組立ラインを設置するだけです。
一方、3D プリントでは最初から最後まで製品全体を作成します。したがって、3D プリントプロセスは大規模な生産には理想的ではない可能性があります。
3 桁後半の膨大な量の場合は、CNC 機械加工が最良の選択肢になります。 3D プリントは少量の生産に適しています。プロトタイプの部品がより早く必要な場合は、XNUMXD プリントが最適です。
要素が増えると、コストの比較が非常に難しくなります。一つは材料費の変動です。 ABS などの安価な材料は、500 キログラムあたり約 XNUMX ドルの材料と同じコストではありません。さらに、CNC ヘッドなどの機械の交換や修理も全体のコストに影響します。
最終的な考え！
CNC 加工と 3D プリンティングの両方は、ある程度重複する可能性があります。ほとんどの場合、パフォーマンスと機能です。ただし、それぞれに特殊な用途に適した利点があります。
CNC 加工は、高精度が必要な作業に最適です。また、既製の材料から複雑な製品を作成します。ほとんどの人はコスト効率と精度の点でこれを好みます。
新しい 3D プリンティングの特性により、このプロセスはプロトタイプの作成に最適です。他に役立つのは、カスタムデザインの製品や視覚的な正当化です。
すべてがまとめられます。世界はオープンフィールドです。 CNC マシンや 3D プリンター用のスペースがさらに充実しています。したがって、次の制作に適切なテクノロジーを選択してください。
