CNC 加工 vs 3D プリント:どちらかを選択する前の 10 の考慮事項

材料

材料は依然として 3D プリンティングの最大の技術的制約であるため、最初の考慮事項がおそらく最も重要です。
前述したように、今日では金属からセラミックまでさまざまな材料を 3D プリントすることが可能です。
ただし、部品の全体的な機械的特性に関しては、依然として多くの制限があります。

たとえば、3D プリントされた金属部品は疲労強度がそれほど高くないため、使用する前に多くの熱処理が必要になる場合があります。 これにより、全体のコストが高騰し、ビジネスにとってプロセスが実行不可能になる可能性があります。
この点では、金属を迅速に加工でき、熱処理を必要としない CNC 機械加工の方が良い選択肢となります。

生産量

これは、適切な製造プロセスを決定するもう 1 つの重要な考慮事項です。製造業は長い間、規模の経済の概念に依存してきました。これは、生産する部品の数が多いほど、生産のコスト効率が高くなるということを意味します。現在、CNC と 3D プリンティングの両方が量産に重要な役割を果たしています。

一方で、CNC マシンは 24 時間 365 日稼働しながら、人間の入力を最小限に抑えて必要な部品を自動的に作成します。一方、3D プリントは、鋳造などの方法を使用してプロトタイプを作成したり、さらに大量生産するための複雑な金型を作成したりする場合に一般的に選択されています。ただし、大量生産が決定要因である場合は、コストのオーバーヘッドと他のプロセスが関与しないという事実により、ほとんどが CNC 機械加工を使用します。

パーツのサイズ

CNC か 3D プリンティングのどちらを選択するかを決定する際のもう 1 つの重要な考慮事項は、部品のサイズです。一般に、CNC マシンはそのサイズにより、より大きな部品を処理できます。 3D プリンターには非常に多くの関連コストがかかるため、特定のサイズを超えることは現実的ではありません。この場合、最善のアプローチは、プロジェクトの詳細を検討することです。ただし、大きな部品には CNC が適しているという一般原則は、ほとんどの場合に当てはまります。

設計の複雑さ

ここは3Dプリンターが活躍する分野です。 CADモデルから直接開発するため、3Dプリンターで対応できないデザインはほとんどありません。 機械加工では、従来の設計であっても CNC 設計であっても、切削工具に障害がないことを確認するために専門家からの多くの意見が必要です。
そのため、多くの複雑な設計が非現実的または不可能になります。
一方、3D プリントにはこれらの制限がすべてないだけではありません。
また、さらに一歩進んで、他の製造技術では不可能な中空設計やその他の機能にも対応できます。

寸法精度

必要な寸法精度も、適切な技術に影響します。
CNC マシンと 3D プリンターはどちらも非常に正確で、一貫した結果が得られます。
ただし、CNC マシンは依然としてオペレーターからの初期入力と G/M コードに依存しています。
3D プリンターにはそのような問題はなく、一貫した結果が得られます。
ただし、その違いは非常に小さく、ほとんどの一般的なアプリケーションでは無視できます。
したがって、この点においては、CNC と 3D プリンティングは互角の関係にあります。

表面仕上げ

これは、CNC マシンが明らかに勝者である分野の 1 つです。
適切な条件があれば、CNC マシンは 3D プリンターと比較して、より高品質の表面仕上げを実現します。
違いの背後にある主な理由は、3D プリンターがプロトタイプやさらなる加工が必要な部品向けに設計されているという事実です。
CNC マシンは、市場に投入できる最終製品を作成するために作られているため、表面仕上げ機能ははるかに高度です。

スピード

一般に、CNC マシンは 3D プリンターよりもはるかに速く部品を切り出すことができます。
ただし、全体の時間は切断速度だけに依存するわけではありません。
マシンの起動時間やその他の前処理要件、およびその他の要因によって、プロセス全体の速度が決まります。
サイズも関係します。一般的な経験則として、小さい部品の場合は、すぐに部品の作成を開始できる 3D プリンタの方が早い選択肢です。
ただし、大型部品には CNC が最適です。

後処理要件

通常、CNC マシンは、市場に 100% 出荷できる状態の部品を提供します。 3Dプリンターは少し違います。
これらの一般的な用途は、プロトタイピングや金型作成の支援に関連しています。
どちらの場合も、粗い表面仕上げが適切です。それ以外の場合は、他のアプリケーションの準備が整う前に、パーツをさらに処理する必要があります。
それとは別に、金属 3D プリント部品には熱処理という別の要件もあります。
3D プリンティングの仕組みにより、開発された部品の疲労強度や衝撃特性はあまり高くありません。
熱処理により内部構造がより良く固定され、より優れた性能が得られます。
ただし、それでも CNC 部品ほどうまく機能しません。

環境への配慮

CNC と 3D プリントの両方のマテリアルは、さまざまなマテリアルで使用できます。
CNC プロセスには通常、有害な物質が含まれていませんが、3D プリンターではプロトタイピングにより多くの熱可塑性プラスチックが使用されます。
正しく使用すれば、長期間にわたって流通し続けるプラスチックをリサイクルする優れた方法となります。
したがって、アプリケーションと環境への取り組みに応じて、CNC と 3D プリンティングの両方が環境に優しいオプションとなる可能性があります。

製造予算

CNC と 3DP の両方にある程度の関連コストがかかります。
小型の 1 回限りの部品には 3D プリンターが最適です。
ただし、大量生産には一貫した操作が必要であり、それには CNC が適しています。