作る金属パーツは 20 個だけですか? 3D プリントが CNC に勝るかどうかを見分ける方法

必要な金属パーツはわずか 20 個です。プログラミング、設備、最初の記事にかかる時間はまだ全額支払わなければならないため、CNC の見積もりは予想よりも高くなっています。-リードタイムも伸びます。このボリュームになると、多くの購入者は、金属 3D プリント コンポーネントが実際にコストが安くなり、より早く到着するのではないかと尋ね始めます。

答えは自動的には得られません。通常、形状、タイミング、設計の安定性、公差、材料に関するいくつかの実践的な質問によって、どのプロセスが勝つかが決まります。ここではそれらを解決する方法を説明します。

20 個の部品が「難しい」数量である理由

20 個のピース​​が扱いにくい中間ゾーンに配置されています。 CNC にとってセットアップ コストを快適に分散するには小さすぎますが、プロセスの変更を躊躇させるには十分な大きさです。

CNC の仕事では、プログラミング、治具の設計、デバッグが価格の大半を占めることがよくあります。これらの固定費がカバーされると、追加の各部品は比較的安価になります。わずか 20 個では、固定費が大きな打撃を受けます。金属 3D プリントはその逆です。工具はほとんど必要ありませんが、機械時間、粉末、後処理によって部品あたりのコストが高くなります。-

実際には、2 つのルート間の損益分岐点は 10 ～ 50 部分になることがよくあります。{0}複雑さがその数字を動かします。部品に内部チャネル、格子、または有機的な形状があり、CNC で多-軸の作業や分割{6}}および溶接操作を強制する場合、クロスオーバーは 10 代前半に低下する可能性があります。棒材から簡単に機械加工できる単純な角柱部品は、30 ～ 40 個を超えても CNC が好まれる場合があります。

セットアップ費用と部品あたりの費用の比較-

CNC は高いセットアップと低い限界コストを実現します

金属 3D プリンティング (SLM) はセットアップが低く、限界コストが高くなります

20 個の場合でも、CNC セットアップのペナルティは依然として大きいため、少量のバッチ注文での金属 3D プリントは複雑なジョブで確認する価値があります。

金属 3D プリンティング (SLM) の仕組みをわかりやすく説明

選択的レーザー溶解では、金属粉末の薄い層を広げ、必要な領域をレーザーで溶解することで部品を構築します。このサイクルは、部品が固体になるまで繰り返されます。基本的には、一度に 1 枚の薄いスライスを粉末から溶接して完成品を溶接します。

購入者にとって最も重要なことは次の 3 つです。

固定具やソフトジョーは必要ありません。

内部チャネルや格子などの複雑さによって、機械加工のように価格が上昇することはありません。

未使用の粉末は、制御された条件下でふるいにかけ、再利用できるため、材料の無駄が少なくなります。

その組み合わせがなぜなのかSLM 3D プリンティング プロトタイピング多くの場合、ツールを使用する前に複雑な設計をテストする最速の方法です。

どのような素材に印刷できますか?

産業用システムの一般的なオプションには、316L および 17- 4PH ステンレス鋼、AlSi10Mg アルミニウム、Ti6Al4V チタン、およびいくつかのインコネル グレードが含まれます。専門のサプライヤーは、材料証明書と粉末バッチのトレーサビリティを定期的に提供しています。

3D プリントと CNC のどちらを選択するかを決定するための 5 つの質問

この 5 つのポイントに取り組んでください。通常、20 個の注文の場合、答えは明確にどちらかを示します。

形状が複雑ですか？
内部冷却チャネル、格子構造、または大幅な軽量化により、通常は 3D プリントが低コストの手段になります。-標準的な棒材から切り出すことができる単純なブロックや部品は、ほとんどの場合 CNC で安価に維持されます。
形状により多軸加工や分割-および-ステップが必要な場合は、少量であっても添加剤が優先される傾向があります。

どれくらい早く部品が必要ですか?
有能な SLM ショップでは、熱処理と基本的な仕上げを含め、20 個の部品を 7 ～ 14 日で回転させることができます。 CNC では、同じジョブをさらに長く進めるための治具設計と機械のスケジュール設定が依然として必要な場合があります。
カレンダーの枠が狭く、形状が単純ではない場合、印刷が先に行われることがよくあります。

初回生産分以降はデザインが変わるのでしょうか？
改訂の可能性がある場合は、添加剤がドアを開いたままにします。スクラップする治具や書き直す長い CNC プログラムはありません。 CNC は現在のデザインをよりしっかりと固定します。
進化するデザインでは、ほとんどの場合、この数量での印刷が優先されます。

どのような公差と表面仕上げが必要ですか?
-既成の SLM 表面は通常、Ra 10～25 µm の範囲にあり、多くの場合、重要な面で二次加工や研磨が必要になります。 CNC はより厳しい公差を保持し、機械から出した直後の仕上がりをより良くすることができます。
多くのフィーチャーが ±0.05 mm 以上を必要とする場合、または余分な作業をせずに微細な表面を必要とする場合は、通常、CNC (またはハイブリッド プリント-プラス-機械によるアプローチ) の方が安全です。一部の後処理を許容できる機能許容差により、純粋な加算が可能になります。{4}}

どの素材を使っていますか？
ほとんどの一般的なエンジニアリング合金は、両方のプロセスで利用できます。機械加工が難しい合金や高価な合金では、切削工具の磨耗がないため、添加剤が好まれる場合があります。-機械加工が容易なアルミニウムや快削鋼-や快削鋼-は、20 個でも CNC の方が安価であることがよくあります。

少量の作業の簡単な比較-

この並べて表示した図は、少量生産における 3D プリンティングと CNC の実際的な違いを示しています。--

実際のケース: 20 個のステンレス プロジェクトから学んだこと

ヨーロッパの機器メーカーは、内部流体チャネルを備えた 20 個のステンレス鋼ブラケットを必要としていました。-元の CNC の見積もりは高かったです。これらのチャネルを作成するには、固体から多軸加工するか、部品を分割して通路を加工し、溶接またはロウ付けして再び接合する必要があり、費用も時間もかかります-。リードタイムはほぼ 4 週間と見積もられていました。

彼らは同じファイルを一定期間送信しました金属 3D プリント部品レビュー。この形状は SLM によく適していました。チャネルはきれいに構築でき、後で軽い機械加工を必要としたのは少数のシール面だけでした。部品は 316L で印刷され、応力が緩和され、シール面が完成しました。-合計所要時間は 11 日でした。単価は CNC 数値よりも約 30 % 低くなりました。重要な寸法は±0.12 mm以内に保たれています。

さらに 2 つの小さなバッチが続き、軽微な設計調整のみが行われました。{0}これには新しい治具や CNC ルートでの大幅な再プログラミングが必要でした。内部チャネルが決め手でした。これらの機能により加工コストと複雑さが増大すると、20 個の追加注文はより速く、より安価になりました。

CNC が依然としてより良い選択である場合

3D プリントは、生産量が少ない場合には自動的に勝者になるわけではありません。

次の場合には、CNC が依然として強力な選択肢となります。

パーツは角柱状であるか、単純なツール パスを備えた標準的なバーまたはプレートから作成できます。

多くのフィーチャにわたって ±0.05 mm よりも厳しい公差、または二次加工を行わない良好な表面仕上げが必要です。

デザインは完全に凍結されているため、後で同じパーツを大量に再注文することができます。

材料は簡単かつ安価に機械加工されます。

このような状況では、たとえ 20 個であっても、添加剤の部品あたりのコストが高くなるのを正当化するのは困難です。{0}信頼できるサプライヤーは、問い合わせのたびに印刷を押し付けるのではなく、そう答えます。

信頼できる金属 3D プリント メーカーの選び方

上記の質問が付加的なものを指している場合、次のフィルターはサプライヤー自体になります。有用なチェックには次のようなものがあります。

すべてをアウトソーシングするのではなく、産業用 SLM マシン (ブランド、製造量、レーザー数) を所有していることを確認します。

材料証明書と粉末バッチのトレーサビリティ-。

明確な後処理能力--熱処理、サポート除去、CNC 仕上げおよび検査。

同等のジョブからのサンプル ディメンション レポート。

小規模なトライアルでの応答性が高く、技術的に明確なコミュニケーション。

これらのポイントは、本物の金属 3D プリント メーカーや SLM 3D プリント工場と商社を区別するのに役立ちます。一貫したプロセス記録と検査データの共有への意欲がさらに自信を高めます。

よくある質問

20 個の部品を購入する場合、3D プリントは CNC よりも安価ですか?
それはジオメトリによって異なります。内部機能や複雑な形状を持つ部品は、多くの場合、積層法を使用すると安価で高速になります。簡単に機械加工できる単純な部品は、通常、CNC の方が安価です。

金属 3D プリント コンポーネントの最小注文はいくらですか?
ほとんどの産業用サプライヤーは、単一の部品を受け入れます。 20 個の部品は SLM にとって快適な生産量であり、多くの場合、単一のプロトタイプよりも効率的に機械に詰め込まれます。

20個のパーツを作るのにどれくらいかかりますか？
典型的なターンアラウンドSLM 3D プリンティング プロトタイピング小規模バッチの場合は、生産能力があり、デザインが印刷可能であれば、熱処理と基本的な仕上げを含めて 7～14 日かかります。-

3D プリントされた金属部品は CNC 部品と同じくらい強度がありますか?
適切な合金、プロセスパラメータ、熱処理を行うことで、機械的特性は多くの用途において鍛造または機械加工された材料と同等になります。重要な疲労部品や圧力部品には、追加の試験や熱間静水圧プレスが必要な場合があります。

最初にプロトタイプを作成してからスケールアップできますか?
はい。多くのバイヤーは、1 つまたは 2 つのプロトタイプを印刷し、デザインを改良してから、同じプロセスで 20 個のバッチを実行します。この方法は、CNC 治具を早期に導入するよりもはるかに柔軟です。

20 個の金属の注文を検討していて、形状、スケジュール、または設計の安定性から選択が不明確な場合は、図面と基本要件を送信してください。形状、材質、公差、スケジュールを簡単に確認すると、金属 3D プリント コンポーネントと従来の CNC のどちらが特定のケースにとってより現実的な方法であるかがわかります。