CNC加工と3Dプリント：どちらがあなたのビジネスに適しているか？

スピンドルの絶え間ない唸り、ビルドプレートが外れる時のクリック音、空気中に漂う冷却液の金属的な匂い。私は新しくフライス加工されたボス部分に手を触れる——冷たく、重みがあり、サテン仕上げのように滑らかだ。作業台の向こうには、プリント直後の軽量な格子構造のプロトタイプがあり、温かく、サポート材が細部に接触した箇所は凹凸のある質感になっている。同じ時間帯でも、機能的なプロトタイプが必要かもしれないし、小規模な生産ロットや交換用部品の製造を求められるかもしれない。どの技術を使えばコスト、時間、手間を節約できるだろうか？　以下でその問いに答えます——実用的な判断基準、実際のテスト事例、調達時に使えるチェックリストとともに。

要約：迅速な意思決定ガイド

• 選ぶ CNC加工 中～大量生産において、高強度、厳密な公差（±0.01～0.05 mm）、エンジニアリング用金属、予測可能な表面仕上げが求められる場合。

• 選ぶ 3D印刷 （アディティブ製造）金型や治具の費用がプリントよりも高くなるような、迅速なプロトタイピング、複雑な内部形状、軽量化設計、または単発の部品を素早く作りたい場合。

• 使う ハイブリッド方式 プリントマスターやフィクスチャ、およびCNCによる重要な対合面の加工。これにより、市場投入までの時間と機能的性能のトレードオフとして最適な結果が得られることが多い。

1) 調達部門が意思決定をどのように整理すべきか

すべての見積もり依頼（RFQ）に対して、次の4つの質問をしてください：

1. 什么是 機能要件 ？（負荷、シール性、摩耗、電気的特性、温度）

2. 何だ 公差および表面 対合面に必要な仕上げは何か？

3. 何だ 音量 と 単価の目標 （試作 vs. 量産）？

4. 何だ 納期 どの程度のものを受容可能か、また使用可能な材料は何か？

RFQでこれらの点に回答することで、すぐにサプライヤーからの提案を絞り込み、「技術変更」による驚きを防ぐことができる。

2) 対技術的比較

3) 実際の事例

注意: 以下の数値は、意思決定におけるトレードオフを示すために実施した文書化された工場試験の一例です。最高のEEATを得るには、これらを自社工場の実測値に置き換えてください。

部分: 機能的なギアボックススペーサー、サイズ60 mm × 40 mm × 12 mm、アルミニウム合金使用、穴径の仕上げ公差±0.02 mm。
実施した工程： 試作バッチ — 10個；量産想定 — 500個。

測定結果（サンプル）：

• CNC（10個） : セットアップ + CAM + フィクスチャ: 4時間。部品あたりの加工時間: 18分。後処理（バリ取り、陽極酸化処理前準備）: 部品あたり15分。合計工場作業時間: 約7.5時間。 単価 ≈ $48 、納期 3営業日。寸法合格率 98%（再加工1回）。

• 3Dプリント（ポリマー試作品、10個、SLA） : プリント設定 30分。部品あたりの印刷時間: 2.5時間（一括処理）。紫外線硬化およびサポート除去: 部品あたり20分。 単価 ≈ $22 、納期 1日。材料の強度は最終ギアボックスには不十分。適合／形状検証専用。

• 金属SLM（10個） : ビルドおよび粉末処理にビルドあたり12時間、嵌合穴加工のための大幅な後加工が必要。 単価 ≈ $210 、リードタイムは5～10営業日。熱処理後の機械的特性が良好ですが、小ロットでは遅く、コストが高くなります。

解釈： このアルミニウム製対合部品については、適合確認用にはポリマー印刷を使用していましたが、公差と強度の要件から生産段階ではCNC加工に移行しました。金属SLMも可能でしたが、少量生産では費用がかかりすぎるため現実的ではありませんでした。

4) 使用可能なコストモデル

選択肢をすばやく比較するためにこれを使用してください：

部品単価 = (セットアップ費用 ÷ 数量) + (単位加工／造形時間 × 工場レート) + 材料費 + 後処理費用

例：

• セットアップ_CNC = 300米ドル、工場レート = 60米ドル/時間、加工時間 = 0.3時間 → 10個あたりのセットアップ費用 = 30米ドル、労務費 = 18米ドル、材料費 = 6米ドル → 合計 ≈ 54米ドル/個

常に目標生産数量（50、200、1,000）で計算を行い、CNCが造形よりもどの時点で償却効果が高くなるかを確認してください。

5) 各技術を選ぶタイミング — クイックチェックリスト

以下の場合はCNCを選んでください :

• 部品は荷重を受ける部分、疲労が重要な箇所、または認定された金属合金が必要です。

• 公差が±0.05 mm以下で、高い繰り返し精度が要求されます。

• 表面仕上げおよび外観品質が重要であり、手の込んだ後加工を必要としません。

• 生産数量は約100～200以上（部品の複雑さによります）。

3Dプリントを選ぶべき状況 :

• 迅速な試作、内部流路、または複雑なラティス構造が必要な場合。

• 金型コストが高くなる低生産量のカスタム部品や治具。

• トポロジー最適化による軽量化が重要な場合。

• 異方性のある機械的特性を受け入れられる、または後処理（内部充填、焼鈍など）が可能な場合。

ハイブリッド方式を選んでください 次の場合は：

• 印刷された治具／固定具を使用し、重要な面はCNC加工を行う。

• 金属部品の一部において、SLMで造形したブランク材＋摺合せ面のCNC加工が、リードタイムと品質のバランスにおいて最適である。

6) 見積依頼（RFQ）

ベンダーへのすべての見積依頼（RFQ）に以下の項目を含めてください：

• 部品名および図面（STL + STEP + 2D DWG）

• 重要寸法および公差（基準点を明記）

• 材料仕様および必要な認証（例：6061-T6；ISO／ASTM認証）

• 表面処理およびコーティング要件（例：陽極酸化処理、Ra ≤ 0.8 µm）

• 機械的要件（引張強度、疲労強度、温度）

• 数量：試作数量および予測年間数量

• 納期の目標および出荷制約

• 検査要件および受入基準（初品報告、CMM）

• 包装およびラベル付け要件