ポリマーCNC加工は、機能的なプロトタイプから大規模生産の実行まで、高品質のプラスチック部品を作成するための製造プロセスです. 3D印刷とは異なり, レイヤーごとに部品層を構築します, ポリマーCNC加工 減算技術を使用します: 固体ポリマーブロックから正確な形状を彫ります, 優れた機械的強度を提供します, 厳しい許容範囲, 滑らかな表面仕上げ. このガイドは、ポリマーCNC加工について知るために必要なすべてを分解します, それがどのように機能するかを含む, 使用するのに最適な素材, 3D印刷とどのように比較されますか, 後処理オプション, そして、あなたがあなたのプロジェクトに適しているかどうかを判断するのに役立つ現実世界のユースケース.
ポリマーCNC加工とは何ですか? (それがどのように機能するか)
ポリマーCNC加工は、プラスチック材料に合わせたコンピューター制御された減算プロセスです. それは金属CNC加工と同じコア原理に従いますが、ポリマーのユニークな特性を説明するための重要な調整があります (剛性が低く、熱感度が高いように). それがどのように機能するかの段階的な内訳です:
- 設計準備: パートの3D CADモデルから始めます. モデルはGコードに変換されます。これは、CNCマシンにツールの移動方法を伝える言語です。.
- マテリアルセットアップ: 固体ポリマーブロック (例えば。, 腹筋, 酢酸) CNCマシンのワークテーブルに固定されています. 金属とは異なり, ポリマーは、ひび割れや反りを避けるために穏やかなクランプが必要です.
- ツール選択: 特殊な切削工具 (多くの場合、炭化物または高速鋼で作られています) ポリマータイプに選択されます. 例えば, シャープ, 低摩擦ツールは、融解を防ぐためにPTFEのようなソフトプラスチックに使用されます.
- 加工プロセス: CNCマシンはGコードを使用して切削工具を導きます. それは正確なパスで過剰なポリマー材料を除去します。, 次に、精度と滑らかさのためにカットを仕上げます.
- 冷却 & チップ管理: ポリマーは金属よりも低い温度で溶けているため, 圧縮空気 (液体クーラントではありません) ツールと素材を涼しく保つために使用されます. これはまた、詰まりを避けるためにプラスチックチップを吹き飛ばします.
- 品質チェック: 完成した部分が削除されます, 臨界寸法が測定されます (キャリパーまたは座標測定機を使用します) 許容度を満たすようにします.
ポリマーCNC加工の重要な利点
ポリマーCNC加工は、他のプラスチック製造方法から際立っています (3D印刷や射出成形のように) いくつかの理由で. これらの利点は、精度を要求するプロジェクトに最適です, 強さ, または大部分のサイズ:
1. 優れた機械的強度
ポリマーCNC加工は、固体ポリマーブロックから切断されるためです, 材料の分子構造を弱めません. 3D印刷部品とは異なります (弱い層ラインを持っています), CNCマシンポリマー部品はそうです 等方性 - あらゆる方向にストング. これは、ブラケットやギアなどの負荷をかける部品にとって重要です.
例: ロボット会社は、産業用ロボットに耐久性のあるアームブラケットを必要としていました. 3D印刷されたABSブラケットが後に壊れました 100 使用サイクル, しかし、CNCマシンのABSブラケットが続きました 500+ サイクル-5倍長い - 固体構造に感謝します.
2. タイトな寸法精度
ポリマーCNC加工が達成されます ±0.025 mmのタイトな許容範囲 - ほとんどの3D印刷技術よりも優れています. これにより、正確に合わせる必要がある部品に最適です, 医療機器のコンポーネントや電子ハウジングのように.
データポイント: ポリマー製造方法を比較した研究では、CNCに加入された部分が持っていたことがわかりました 90% 穴やカンチレバーなどの複雑な機能のためのFDM 3Dプリントパーツよりも寸法エラーが少ない.
3. 大きなビルドサイズ機能
3D印刷は、ビルドチャンバーサイズによって制限されます (マックス 600 mm x 900 mm x 900 FDMのMM). 対照的に, ポリマーCNC加工は、はるかに大きな部品を処理できます。私たちのパートナーネットワークのマシンは、最大でワークピースを処理できます 1625.6 mm x 812 mm x 965.2 mm. これは、機械のエンクロージャーや家具コンポーネントなどの大きなプラスチック部品のゲームチェンジャーです.
ケーススタディ: 家具デザイナーが必要です 10 大きなアクリルテーブルトップ (1200 mm x 800 mm). 3D印刷は、上部を小さなピースに分割して接着する必要があるでしょう (弱点を危険にさらします). ポリマーCNC加工は、各トップを単一のピースとして作成しました - 速い, 強い, そしてシームレス.
4. 滑らかな表面仕上げ
ポリマーCNC機械加工部品には、自然な表面粗さがあります 3.2 ミクロン - 3Dプリントパーツのようなレイヤーラインはありません. 細かい機械加工で, これはに減らすことができます 0.4 ミクロン - 家電のケーシングなどの化粧品部品に十分な段階で.
比較: FDM 3Dプリントパーツは通常、表面粗さが12.5〜25ミクロンです。標準のCNCマシンポリマー部品よりも粗い8倍です。.
CNC加工に最適なポリマー (ユースケースで)
すべてのポリマーがCNC加工に等しく適しているわけではありません. 最良の選択は、あなたの目的に依存します, 環境, パフォーマンスのニーズ. 以下は、ポリマーCNC加工で使用される最も一般的なポリマーです, 重要な特性とアプリケーションとともに:
| ポリマータイプ | 重要な特徴 | ベストユースケース | kgあたりのコスト (米ドル) |
| 腹筋 | 耐衝撃性が高い, 機械加工しやすい, 良好な寸法安定性 | プロトタイプ, 電子ハウジング, 自動車の内部部品 | \(2- )4 |
| アクリル (PMMA) | 透明, スクラッチ耐性, 剛性 | ケースを表示します, レンズ, 看板 | \(3- )5 |
| 酢酸 (Delrin/Pom) | 低摩擦, 高い耐摩耗性, 化学耐性 | ギア, ベアリング, バルブ, 医療ツール | \(5- )8 |
| ナイロン (Polycaprolactam) | 強い, フレキシブル, 耐熱性 (最大120°C) | 機械部品, ファスナー, 消費財 | \(4- )7 |
| ピーク | 超高耐熱性 (最大250°C), 生体適合性 | 航空宇宙コンポーネント, 医療インプラント, 高温部品 | \(80- )100 |
| PTFE (テフロン) | ノンスティック, 化学耐性, 低摩擦 | アザラシ, ガスケット, ラボ機器 | \(20- )30 |
| PC (ポリカーボネート) | 耐衝撃性, 透明, 強い | セーフティグラス, 防弾ウィンドウ, エレクトロニクスエンクロージャー | \(4- )6 |
| uhmwまたは | 高い耐摩耗性, 低摩擦, 耐久性 | コンベアベルト, ストリップを着用してください, 海洋部品 | \(8- )12 |
例: 医療機器メーカーは、化学耐性があるため、外科的鉗子の酢酸を選びました (滅菌に立ち向かいます) および低摩擦 (外科医にとって使いやすい). CNCマシンの鉗子は、厳格な生体適合性基準を満たし、続きました 500+ 滅菌サイクル.
ポリマーCNC加工と. 3D印刷: どちらを選択しますか?
多くのプロジェクトはポリマーCNC加工または3D印刷のいずれかを使用できますが、正しい選択はあなたのサイズに依存します, 量, 複雑, と予算. 以下の表は、重要な要因にわたる2つのプロセスを比較しています:
| 要素 | ポリマーCNC加工 | 3D印刷 (FDM/SLS/MJF) |
| ビルドサイズ | まで 1625.6 mm x 812 mm x 965.2 mm | マックス 600 mm x 900 mm x 900 mm (FDM) |
| 機械的強度 | 高い (等方性, 固体構造) | 中くらい (異方性, レイヤーライン) |
| 許容範囲 | ±0.025 mm (きつい) | ±0.1 mm (ゆるい; MJF/SLS FDMよりも優れています) |
| 表面仕上げ | 3.2–0.4ミクロン (スムーズ) | 12.5–25ミクロン (FDM); 6.3–12.5ミクロン (MJF/SLS) |
| 数量費用対効果 | に最適です 10+ 部品 (パートあたりのコストが低い) | 1〜10部に最適です (セットアップ料金はありません) |
| 複雑 | 中程度のシンプルなデザインに適しています (格子との闘い) | 複雑なデザインに最適です (格子, 中空のインテリア) |
| リードタイム (10 部品) | 3–5日 | 1–3日 (FDM); 4–6日 (MJF/SLS) |
実世界の決定の例: スタートアップが必要です 50 プロトタイプドローンフレーム. 彼らは両方のオプションを検討しました:
- 3D印刷 (FDM): \(18 フレームごと, 合計 \)900, リードタイム 2 日. しかし、フレームには弱い層ラインがあり、サンディングが必要でした.
- ポリマーCNC加工: \(15 フレームごと, 合計 \)750, リードタイム 4 日. フレームは強かった, よりスムーズ, そして、後処理を必要としませんでした.
スタートアップはCNC加工を選択しました $150 そして、より耐久性のあるプロトタイプをよりよく模倣したプロダクションパーツを取得する.
ポリマーCNC機械加工部品の後処理
ポリマーCNC機械加工部品は滑らかな自然な仕上げを持っていますが, 後処理は外観を高めることができます, 機能, または耐久性. 以下は、最も一般的な後処理オプションです:
1. 真珠のセントフィニッシュ
それがすること: ゆるいプラスチックスレッドを削除します (「burrs」と呼ばれる) 機械加工後に左, 超滑らかな表面を作成します.
に最適です: 処理する必要がある部品 (例えば。, ツールグリップ) またはしっかりとフィットします (例えば。, ギア).
料金: \(2- )5 パーツごと.
例: ツールメーカーは、CNCマシンの酢酸ツールハンドルで真珠光沢仕上げを使用しています。.
2. 染色
それがすること: 溶媒ベースの染料を使用して、部品の色を変更します. ほとんどのポリマー (腹筋のように, ナイロン) よく染色してください, しかし、オプションは素材によって異なります.
に最適です: 化粧品部品 (例えば。, 家電ケーシング) またはカラーコーディングが必要な部品 (例えば。, 医療ツール).
料金: \(3- )8 パーツごと (色の複雑さに依存します).
注記: 透明なポリマー (アクリルのように) 染色して色付きの部品を作成することができます。.
3. ラッカー
それがすること: 美学を改善し、耐摩耗性を追加する光沢のあるまたはマットペイント層を適用します.
に最適です: 傷にさらされた部品 (例えば。, 電話ケース) または屋外要素 (例えば。, ガーデンツールパーツ).
料金: \(5- )10 パーツごと.
例: 消費者ブランドのラッカーCNCマシンのPC電話ケース - ケースが2倍長くなるスクラッチ耐性コーティングを拡張する.
4. ボンディング (大きな部品の場合)
それがすること: 接着剤または超音波溶接を使用して、複数のCNCマシンポリマー部品を結合します. 単一のポリマーブロックに対して部品が大きすぎるときに使用.
に最適です: 特大部品 (例えば。, マシンエンクロージャー, 家具).
料金: \(10- )20 債券ごと (パーツサイズに依存します).
ヒント: ポリマー互換の接着剤を使用します (例えば。, 腹筋のシアノアクリレート) 強い絆を確保するため.
ポリマーCNC加工に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, 私たちは、精度と強さを要求するプロジェクトのポリマーCNC加工を専門としています. クライアントが適切なポリマーを選択するのを支援します。, ギアの酢酸, または、高温部品を覗いて、一般的な問題を回避するために設計を最適化する (機械加工中にゆがむ薄い壁のように). 私たちのマシンは、最大の大きな部品を処理します 1625.6 mm x 812 mm x 965.2 mm, そして、私たちは、化粧品のニーズを満たすために、真珠光沢の仕上げや染色のような後処理を提供します. CNCと3D印刷を選択するクライアント用, 私たちは並んでコストとパフォーマンスの分析を提供します。. ポリマーCNC加工は、部品を作ることだけではありません; 信頼できるものを提供することです, 長期にわたるソリューション.
ポリマーCNC加工に関するFAQ
1. ポリマーCNC加工は、TPUのような柔軟なプラスチックを処理できます?
はい - しかし、柔軟なポリマーには特別な取り扱いが必要です. 遅い切断速度とシャープを使用します, TPUのストレッチまたは変形を避けるための低圧ツール. しかし, 非常に柔軟な部分の場合 (例えば。, ショックアブソーバー), 3D印刷は、小さなバッチでより費用対効果が高い場合があります.
2. ポリマーCNC加工は3Dプリントと比較していくらかかりますか?
1〜10部の場合, 3d印刷は安価です (例えば。, \(18 ABSパートVSごと. \)25 CNC用). のために 10+ 部品, CNCはより費用対効果になります: \(15 ABSパーツあたり 50 ユニット (vs. \)18 3D印刷用) - 賞賛 $150 合計. CNCのセットアップコストは、より多くの部品に広がっています, ユニットごとの価格の引き下げ.
3. ポリマーCNC加工で得られる最大許容範囲は何ですか?
ほとんどのプロジェクトは±0.025 mmの耐性を使用しています, これは、ポリマーCNC加工の標準です. 超高速部品用 (例えば。, 医療インプラント), 特殊なツールと細かい機械加工パスで±0.01 mmを達成できます. これは、3Dプリンティングの±0.1 mm許容範囲よりもはるかに緊密です.