製造プロセスを検討する際、よくある疑問が 1 つ生じます。 CNC は加算的ですか、それとも減算的ですか? これを理解するには、 添加物 そして 減算的製造 CNC (コンピュータ数値制御) がどのように適合するかについて説明します。この記事では、CNC 加工と積層造形を詳細に比較し、各テクノロジーのプロセス、利点、最適な用途を理解できるようにします。
CNC 加工とは何ですか?
CNC加工 材料の一部を切り取って形を作る工程です。 NC を指す コンピュータ数値制御、コンピューターを介して工作機械を自動化する方法。CNC加工には、次のようないくつかの異なるタイプの機械が含まれます。 CNC旋盤, CNCミル、 そして CNCルーターこれらの各機械は、正確な切断経路をたどるようにプログラムされており、結果として得られる部品の精度が極めて高くなります。
CNC 加工はどのように機能しますか?
CNC加工は、金属、木材、プラスチックなどの固体材料の塊から始まります。 原材料 次に、さまざまなツールを使用してブロックの一部を取り除き、最終的な形状になるまで加工します。CNC 加工では、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用してツール パスをガイドし、部品が正確な仕様どおりに製造されるようにします。
CNC 加工の主な要素は次のとおりです。
- 減算プロセス: 初期ブロックから材料を削除します。
- 高精度CNC 加工は、優れた表面仕上げを備えた高精度の部品を製造できることで知られています。
- 素材の柔軟性: 幅広い材料に使用できます。 アルミニウム, 鋼鉄, 木材、 そして プラスチック.
結論として、CNC加工は 減算的製造プロセスつまり、大きな部分から材料を除去して目的の形状を実現するという仕組みです。
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付加製造とは何ですか?
付加製造、通称 3Dプリント積層造形は、デジタル ファイルから層ごとに部品を組み立てるプロセスです。減算法とは異なり、積層造形は材料 (多くの場合プラスチックまたは金属) を除去するのではなく追加します。これは比較的新しい製造技術であり、カスタマイズ、ラピッド プロトタイピング、複雑な形状が重要な業界で注目を集めています。
付加製造はどのように機能するのでしょうか?
このプロセスは、 デジタルモデル CADソフトウェアで設計され、CADファイルは 3Dプリンタープラスチックフィラメント、樹脂、金属粉末などの材料を使用して、最終製品を層ごとに作成します。
積層造形の主要な要素は次のとおりです。
- レイヤーごとのプロセス: 材料を連続した層に追加して最終製品を構築します。
- カスタマイズ: 各パーツをカスタマイズできるので、 プロトタイピング 限定生産となります。
- 複雑: 付加的なプロセスは、特に減算的な方法がコストがかかりすぎたり非効率になったりする場合に、幾何学的に複雑な部品を製造するのに最適です。
つまり、積層造形はCNCとは根本的に異なり、 付加的なプロセス 材料が削除されるのではなく、追加される。
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付加製造と減算製造: 主な違い
1. プロセスタイプ
- 減算的CNC 加工は減算加工です。通常は回転する切削工具を使用して、大きなブロックから材料を除去します。
- 添加剤付加製造では、プラスチックまたは金属の材料の層を積み重ねて、目的の形状を実現します。
2. 材料の使用
- 材料廃棄物減算型製造では、元の材料の多くが廃棄物となり、加法型プロセスに比べて材料効率が低くなります。
- 材料効率: 積層造形は必要な材料を正確に必要な量だけ使用するため、無駄が最小限に抑えられます。
3. 制作時間
- 時間効率: CNCマシンは、 大量生産特に部品が比較的単純な場合はそうです。
- カスタマイズ: 積層造形は カスタマイズとプロトタイピングただし、大規模生産の場合は遅くなる可能性があります。
4. デザインの複雑さ
- 設計上の制限CNC 加工では、ツール アクセスの都合上、非常に複雑な形状を扱う際に一定の制限があります。
- 幾何学的自由度: 付加製造は生産の柔軟性を高めます 複雑な形状 減算的な方法では不可能な内部構造を持つ。
CNCと積層造形の応用
CNC加工アプリケーション
CNC加工 精度と耐久性が重要となる分野で広く使用されています。最も一般的な用途には次のようなものがあります。
- 自動車部品: 高精度部品など エンジン部品 そして ブレーキローター.
- 航空宇宙: 信頼性と高強度が求められる部品。
- 医学: 高精度が求められる機器・装置。
積層造形アプリケーション
付加製造 を必要とするアプリケーションで人気があります 高度なカスタマイズ そして 幾何学的複雑さ:
- プロトタイピング: フィット感、形状、機能をテストするためのプロトタイプを迅速に作成します。
- 医療インプラント: 個々の患者に合わせたカスタマイズされたインプラント。
- アート＆ジュエリー: 精巧なディテールを必要とするユニークな芸術作品の制作。
CNC ハイブリッド マシン: 両方の長所を兼ね備えたもの?
テクノロジーが進歩するにつれて、 ハイブリッドマシン 両方を組み合わせた NC そして 付加製造 機能が登場しました。これらのマシンは、付加的なプロセスを使用してニアネットシェイプを作成し、減算的なプロセスを使用して必要な精度と表面仕上げを実現します。
CNCハイブリッドマシンの利点
- 材料効率: 付加加工により廃棄物を最小限に抑え、減算加工により精密な仕上がりを保証します。
- 複雑なコンポーネント: 幾何学的に複雑な部品を作成し、それを正確な寸法に調整する機能。
ハイブリッドマシンは、次のような産業に特に有利です。 航空宇宙 そして 自動車複雑さと精度の両方が重要になります。
コスト要因: CNC と積層造形
製造方法を決定する際には、コストが常に考慮されます。以下に概要を示します。
| 製造方法 | コストの考慮 |
|---|---|
| CNC加工 | 機械の初期コストは高いですが、部品ごとの生産は大量生産の場合コスト効率が高くなります。廃棄材料によりコストが増加します。 |
| 付加製造 | デスクトップ ユニットの初期機械コストは低くなりますが、材料コストは高くなります。少量生産やプロトタイプの場合は、より手頃な価格になります。 |
CNC加工 より費用対効果の高い 大量生産 スピードと効率性のため、 付加製造 コストを節約できる ツールとセットアップ 少量生産や試作品向け。
結論: CNC は付加的か減算的か?
元の質問に答えると: CNC加工は減算型製造プロセスである大きなブロックから材料を削り取って目的の形状を実現します。対照的に、 付加製造 部品を基礎から層ごとに構築します。
どちらのプロセスにも、アプリケーションに応じて長所と短所があります。 CNC加工 航空宇宙、自動車、医療などの産業における高精度、高強度部品に最適です。一方、 付加製造 減算方式では作成が難しいプロトタイプ、カスタマイズされた部品、複雑な形状の作成に最適です。
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よくある質問
1. CNC と 3D プリントの違いは何ですか?
CNCは 減算プロセス 部品を形成するために材料が除去されるのに対し、 3Dプリント は 付加的なプロセス 材料が層ごとに追加されます。
2. CNC マシンはプロトタイプ作成に使用できますか?
はい、 CNC加工 特に最終材料が金属や硬質プラスチックなど簡単に 3D プリントできないものである場合に、プロトタイプ作成に使用できます。
3. 大量生産には CNC と積層造形のどちらが適していますか?
CNC加工 大量生産時の効率、スピード、部品あたりのコストが低いため、一般的に大量生産に適しています。
4. CNC と付加的なプロセスを組み合わせたハイブリッド マシンはありますか?
はい、 ハイブリッドCNCマシン 両方を組み合わせる 加算と減算 プロセスにより、複雑な形状を作成し、高精度に仕上げることができます。
5. CNC および積層造形にはどのような材料が使用されますか?
CNCは次のような材料を扱うことができます アルミニウム, 鋼鉄, 木材、 そして プラスチック一方、積層造形法では、通常 プラスチックフィラメント, 樹脂、 そして 金属粉末.