プロダクトデザイナーやエンジニアとして、製品設計の過程で多くの選択肢に直面することがあります。たとえば、プロトタイプ(および製造)部品の適切なエンジニアリング材料または製造方法を選択すると、交差点になることがあります。
CNC加工と3 Dプリント:現在流行している2つの製造方法:大量の時間とお金を節約しながら、高品質の部品を確保することができます。しかし、これらの方法は一刀両断ではありません。それらはすべて多くの異なる機能を持っているので、異なるエンジニアリング設計シーンに適です。
この記事では、プロトタイプ設計または生産プロジェクトのCNC加工または3 D印刷のどちらを選択するかに先立って評価する必要がある重要な分野について説明します。
CNC加工と3 D印刷を選択する前に評価しなければならない5つの重要な分野
3 D印刷とCNC加工の間で適切な選択をするには、次の5つの重要な領域を評価する必要があります。
小さなフィーチャーサイズ
幾何学
寛容
エンジニアリング材料
コストと搬送時間
#1小フィーチャーサイズ
小フィーチャーサイズは、加工デバイスを使用してワークピース上にフィーチャーを作成できる小スケールを記述しています。CNC加工は減材製造技術であるため、工具直径はこの特徴寸法を決定する。対照的に、ノズルサイズは、3 Dプリンタを使用して生成できる小さな特徴を決定します。
通常、小さいフィーチャーサイズが0.25 mmから0.8 mmの部品を作成する場合は、3 D印刷技術を選択する必要があります。CNC機器の小さな特徴的なサイズは、3 D印刷技術のサイズの約4倍の1 mmと3 mmの間にあります。
#2ジオメトリ
CNC工具は上部からワークピースに接触しているため、形状を加工する際に困難になることがあります。例えば、CNCマシンを使用した非表示フィーチャーとアンダーカットの作成は特に課題があります。このような場合、3 D印刷などの増材製造プロセスに依存してください。
しかし、もしあなたが勉強をしてCNC加工があなたの設計に適していることを意識しているならば、必ず正しいCNC設備を選択しなければなりません。CNCフライス盤は、規則的な形状のワークピースにキャビティとベベルを作成するのに適していますが、CNC旋盤は複雑な円柱形状を加工するのに適しています。(関連投稿:以下はあなたが絶対に知っておくべき5種類のCNC工作機械)
#3寛容
3 Dプリンタはほとんどすべてのデザインを作成できることを知っています。3 D印刷プロトタイプと生産設計を続行することができますよね?間違っている!
部品を3 D印刷する前に考慮しなければならない重要な要素の1つは公差です。範囲が± ;0.1 mmと± ;0.3 mmの許容差に満足すれば、3 D印刷を継続することができます。しかし、設計により厳しい公差要件が必要な場合は、たとえば± ;0.04 mmであれば、CNC工作機械を使用しなければなりません。
CNCマシンの公差は± ;0.025 mmと± ;SLS、FDM、DMLS金属の3 D印刷を含む、0.125 mmの間で、すべての3 D印刷技術より優れています。
このとき、厳密な公差要件を満たしながら、CNC加工によってキャビティが隠された非常に複雑なジオメトリが作成される可能性があるかどうかを知りたいかもしれません。はい、これは絶対に可能です。目的は、標準的なCNC切削工具の代わりに補助切削工具を使用することです。
#4工事材料
CNC機器は3 Dプリンタに比べて顕著な利点の1つは、より広範な材料と互換性があることです。CNCを使用すると、プラスチック、金属、複合材料など、ほとんどの材料ブロックを作ることができます。
対照的に、3 Dプリンタは熱可塑性プラスチック(ABS、PLA、ナイロンなど)とアルミニウムやステンレスなどの少数の金属としか互換性がありません。
ただし、3 Dプリンタが部品をレイヤーごとに構築することで、プロパティ(または圧力下での部品の応答)が変化することを知っておく必要があります。そのため、3 D印刷プロセスが意図した実行に必要な属性を変更しないことを確認する必要があります。
#5コストと納期
私たちは一日中小さな特徴のサイズ、幾何学的形状、公差、その他の考慮すべきことについて話すことができます。それでも、これらの企業にとっての重要性は、製造コストや納期ほどではありません。迅速でコスト効率の高い製造技術は、各プロダクトデザイナーの夢です。
CNC加工は通常、3 D印刷よりも安価で迅速です。特に同じ部品を100以上作成したい場合は便利です。これは、CNC加工により、3 D印刷部品に必要な後処理動作(例えば、支持構造の除去や表面仕上げ動作)が除去されるためである。