CNC 加工と 3D プリント: カスタム プロトタイプの場合、どちらがより速く、より安価ですか?
カスタムプロトタイプの CNC 加工と 3D 印刷の 2024 年完全比較: 速度、コスト、許容差、材料、最小発注量、設計のヒント。
このガイドを読む理由は何ですか?
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1. 簡単な用語集
● ラピッドプロトタイピング- 1 ～ 3 日以内に CAD ファイルを物理的な部品に変換します。
● CNC 加工サービス– フライス盤、旋盤、または 5 軸センターを使用した減算製造。
● 3D 印刷サービス- FDM、SLA、SLS、SLM、DMLS、MJF、PolyJet などの付加製造。
● 許容差– 公称寸法からの許容偏差。CNC ±0.025 mm、SLA ±0.05 mm、FDM ±0.2 mm。
● MOQ – 最小注文数量：CNC と 3D プリントはどちらも 1 個から受け付けます。
2. キーワードが豊富な比較表
| 検索キーワード | CNCフライス加工アルミニウム6061 | FDM 3Dプリント PETG | SLA樹脂 | SLSナイロンPA12 | SLMステンレス316L |
| 1個あたりの試作品コスト | $28–$45 | $8–$15 | $18–$28 | 25～35ドル | $110–$150 |
| リードタイム（日数） | 1～2 | 0.3–1 | 1–2 | 2–3 | 3–5 |
| 最も厳しい許容範囲 | ±0.01 mm | ±0.15 mm | ±0.05 mm | ±0.1 mm | ±0.05 mm |
| 表面仕上げRa | 0.8 µm（粉砕後） | 15 µm（層） | 1 µm（滑らか） | 6 µm（粒状） | 12 µm（ショットピーニング） |
| 最適な壁の厚さ | 0.5ミリメートル | 1.0ミリメートル | 0.4ミリメートル | 0.7ミリメートル | 0.4ミリメートル |
| 材料強度 | 310 MPa UTS | 50 MPa | 65 MPa | 48 MPa | 580 MPa |
| 最低注文数 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| スクレーパーリスク/やり直し | 2 % | 10 % | 8％ | 5 % | 15％ |
| 内部チャネル | ❌ (EDM を追加) | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 陽極酸化色 | 透明、黒、赤、青 | 該当なし | 染色可能 | 該当なし | 該当なし |
| リサイクル性 | チップが再溶解 | 埋め立て地 | 埋め立て地 | 粉末の再利用 | 粉末の再利用 |
3. スピード対決: どのプロセスが本当に「一夜漬け」なのでしょうか?
● 当日CNCプロトタイプ
午前11時アップロードSTEP → 午前11時30分CAM → 午後12時30分3軸フライス加工 → 午後3時陽極酸化処理 → 午後6時DHL集荷 → 翌日午前10時米国。合計23時間。
● 即日3Dプリント（FDM）
午前11時 STLアップロード → 午前11時15分 スライサー → 午後12時 5時間印刷 → 午後5時 サポート削除 → 午後6時 発送 → 翌日午前10時 米国時間。合計23時間。
● 金属3DプリントSLM
プリントのみで14時間 → 熱処理2時間 → サポートカット1時間。最短26時間 + 宅配便。金属の場合はCNC、プラスチックの場合は形状が単純な場合のFDM/SLAが勝者。
上記の時間は、設計の複雑さ、材料の準備、機器のデバッグやテストなどの時間を省略した、最も理想的な前提に基づいています。
4. コスト分析
● プラスチックのプロトタイプ
FDM は 1 ～ 30 個までは安価、CNC は材料費が低いため 30 個を超えるとさらに安価になります (PETG は 2 ドル/kg、6061 プレートは 25 ドル/kg)。
● 金属プロトタイプ
CNC は 1 ～ 200 個までは安価です。形状がフライス加工不可能でない限り、SLM が追いつくことはありません。
5. 素材セレクター
| Google検索 | 推奨プロセス | 注記 |
| 透明プラスチックのプロトタイプ | SLA, PMMA CNC | SLA 1日、CNC 2日 |
| 高温プラスチックプロトタイプ | CNC PEEK、SLS PA12GF | PEEK 250 °C |
| ゴムのようなプロトタイプ | ポリジェットTPU、SLAエラスティック | ショア30A |
| 導電性プロトタイプ | CNC銅、DMLS銅 | DMLS \$300/個 |
| 食品安全プロトタイプ | CNC 316L、SLA歯科用樹脂 | FDA認証樹脂 |
6. プロトタイプ設計のヒント
1.「CNC加工コストを削減するにはどうすればいいか？」
– 標準エンドミル半径（1、2、3 mm）を使用します。
– 深さ ≤ 3 × 直径。
– アンダーカットを避け、必要に応じて分割部分を使用します。
2.「3Dプリントのコストを削減するにはどうすればいいですか？」
– パーツを中空にし、15% の充填を行います。
– サポートを最小限に抑えるために、最大の面を下に向けて配置します。
– 1 つのプリント ベッドに複数のパーツをネストします。
3.「試作品で±0.01mmを保つにはどうすればいいですか？」
– CNC を選択し、0.2 mm の仕上げパスを残し、摩耗が 0.1 mm 未満の超硬カッターを使用します。
7. FAQスキーマ
Q: CNC 加工は 3D プリントよりも速いですか?
A: 金属の場合は、1～2日で3～5日かかります。プラスチックの場合、形状が単純な場合はFDM/SLAでもCNCと同等の加工が可能です。
Q: 3D プリントは CNC より安価ですか?
A: プラスチック部品が1～30個であれば可能です。金属部品の場合は、数量に関わらずCNCの方が2～4倍安くなります。
Q: ABS プラスチックを CNC 加工できますか?
A: その通りです。ABS はアルミニウムの 1/3 の時間で加工でき、蒸気研磨後は光沢のある表面が得られます。
Q: 最も安価なラピッドプロトタイピングサービスは何ですか?
A: 装飾モデルには FDM PETG、機能的な金属部品には CNC 6061 を使用します。
8. 「CNC加工の見積もりをオンラインで即時に取得する方法」
