CNC 加工と 3D プリントを組み合わせてプロトタイプを製造できますか?

機械加工が難しい、幾何学的に複雑すぎる、高い精度が得られない、または単純に機械加工できない部品、製品、プロトタイプを CNC 機械加工するよう依頼される場合があります。 何をすればいいでしょうか？このようなシナリオでは、部品の 3D プリントが優れたソリューションとなる可能性があります。 では、CNC 加工を毎回 3D プリントに置き換えてみてはいかがでしょうか?さて、それぞれの機械やプロセスには、長所と短所、長所と短所があります。 では、どれが私たちのニーズに最適なのでしょうか?どのような状況で一方を他方よりも優先するのでしょうか?そして、これら 2 つを組み合わせてコンボ パーツを作成する別の解決策はありますか? 2 つのプロセスの基本的な違いは、CNC 加工では、たとえばフォームブロックから開始して削り取るため、材料が削減されることです。一方、3D プリントでは、最終製品が完成するまで材料を重ねたり追加したりするため、積層造形と呼ばれます。 3D プリンターでは、ABS PLA やナイロンなど、作成するパーツを構成するのと同じ素材が使用されますが、素材を切り替えることはできません。一方、CNC 加工では数種類の素材を使用でき、多くの場合、最後に追加の素材が追加されます。 ただし、機械加工は面倒な場合があります。CNC ルーター マシンの操作中に、穴あけ、彫刻、フライス加工のプロセスで発生した余分なものをすべて捕集するために集塵機を使用する必要がある場合がありますが、印刷で発生する廃棄物が少なく、プロセス全体が効率的になります。騒音が少なくなります。 CNC 加工は、機械の熱に対する耐性が高いため、より正確に、より高い精度を実現できます。 また、機械加工される材料に応じて、より滑らかな研磨表面仕上げを実現することもできます。 3D プリンターでは、層状の素材に過度の熱を加えると実際にパーツが歪んだり、曲がったり、反ったりする可能性があるため、並外れた滑らかさが必要な場合は 3D プリントでは不十分になります。 3D プリントは一般に、より簡単で便利なプロセスであり、CNC 加工ほど労力がかかりません。加工では、プログラム、G コードの書き込み、さまざまなツールと速度の設定、切断パスの決定、およびその後のクリーンアップが必要なためです。 ただし、大きなパーツはレイヤーごとに追加して印刷するのに時間がかかるため、パーツのサイズが影響します。 全体として、3D プリンティングは、ルーター ツールが形状の内部に到達できないような、幾何学的に複雑なプロトタイピングの場合に役立ちます。 3D プリンターは、パーツの製造にプリンター ベッド自体の領域のみを使用できます。 したがって、大規模な部品が必要な場合、そこに収まらない可能性があります。 また、材料が非常に高価であり、製造に非常に時間がかかるため、大量生産にはお勧めできません。 したがって、3D プリンティングは、少量生産にはより適切であり、よりコスト効率が高くなります。 CNC 加工は無人で実行できることはほとんどなく、熟練したオペレーターが必要ですが、3D プリンティングでは、監視なしで簡単にプロセスを実行でき、オペレーターのトレーニングも最小限で済みます。 ただし、CNC 加工は古い手法 (40 年代に始まった) であり、現在でも製造業界においてより強力な地位を占めています。 3D プリンティングは比較的新しく、より便利で適応性のあるものになるよう進化し続けていますが、機械加工を完全に置き換えることはできません。 要約すると、使用する最も適切な技術は、材料、幾何学的複雑さ、製造量、予算によって決まります。 一般的なガイダンスとして、迅速な納期が重要な場合、部品が複雑すぎて機械加工できない場合、少量のプロトタイプを作成する場合、および容易に機械加工できない特定の材料を使用する必要がある場合は、主に 3D プリンティングに切り替えることになります。 各テクニックの長所と短所を大部分挙げましたが、実際に 2 つを組み合わせて 1 つの部分を作成する良い解決策があるようです。 多くの場合、CNC ルーターを使用して目的の製品の部品を機械加工し、同時に 3D プリンターで他の小さくて複雑な部品を製造し、すべての部品を接着して 1 つのユニットを作成します。 別のオプションは、接着されたすべての結合部品をポリ尿素、スチロスプレー、またはエポキシなどのハードコートでコーティングし、滑らかにして塗装することです。 これにより、CNC 加工プロセスを使用して時間を節約できるだけでなく、2 つの利点を組み合わせてハイブリッドを作成することで、より複雑な部品を製造できるようになります。