過去15年間で、プロトタイプの複製において大きな進歩があった。当初、ほとんどのRP技術は速度の面で明らかな利点を持つが、精度と材料特性の問題のため、技術のさらなる発展は限られている。RPの出現以来、ある種の競争の脅威のため、CNCはその速度を向上させながら、よく知られた利点をもたらすことができる。同様に、RPも精度、材料特性、表面研磨の面で改善されている。
この2つの技術を理解することは、作業に適した加工ツールを選ぶ上で特に重要である。以下のガイドラインは道具の選択に役立つ。
Material
RPは制限されている
素材の研究は長いプロセスを経てきた。材料選択の幅は広がり、性能も保証されている。現在利用可能な材料には、金属、プラスチック、セラミックス、複合材料などがあり、材料の選択にはまだいくつかの制約がある。さらに、ほとんどの材料の特性は、材料加工、成形、鋳造の特性とうまくマッチしていない。
CNCはほぼ無制限
マシニングセンターは、ほとんどの材料の切削加工が可能です。
部品の最大サイズ
RPの最大サイズは600x900x500mm。
既存の工業化設備ではダッシュボードやバッフルを加工することはできないが、既存のプロトタイプを使えば、ほとんどの日用品や工業製品を生産することができる。装置で生産する部品が大きすぎる場合は、まず個々の部品を生産し、最後に組み合わせて完成品にすることができる。注意しなければならないのは、サイズが時間に影響し、大きな部品を製造するには時間がかかるということである。
CNCによる航空機部品の製造
CNC加工で製造できる実際の部品やモジュールのサイズは、デスクトップ機器からブリッジ機器まで幅広い。CNCの大きさの限界は、使用する機械工具から来るものだけだと言える。
部品の複雑さ
RPは制限されない
設計ソフトでサンプルが成形できれば、製造にかかる時間やコストはほとんど影響しない。RPの最大の利点のひとつは、複雑な部品を迅速かつ安価に製造できることである。
CNCは制限されている
CNC加工は、パーツの細かな特徴すべてに対応しなければならない。パーツの複雑さが増すと、それに応じて必要な設備の数や工具の変更も増える。大きなアスペクト比、深い溝、深い穴、四角いコーナーは、CNC切削装置のコストを増加させる。5軸切削工具と特定の技術により、これらの欠点を克服することができるが、アンダーカットなどの単純な作業も問題を引き起こす可能性がある。
詳細
RPはユニーク
RPは、CNCではできない細部の加工ができる。例えば、RPは鋭い内角、深くて狭い溝、高くて薄い壁、アスペクト比の大きい角柱などを加工できる。
CNCには違いがある
CNCには、シャープなエッジ、滑らかなオーバーラップ、きれいな面取りなど、RPを凌駕する多くの特徴がある。これらは、精度に関する詳細、すなわち表面仕上げを評価する際に特に重要である。
Accuracy
RPの精度は0.75mm
RPの個々の寸法の精度は0.125mmを超えることがありますが、一般的な偏差範囲は0.125～0.75mmです。75mmです。精度はRP装置とサイズによって異なります。サイズが大きくなれば精度も高くなります。
CNCの精度は0.0125-0.125mmです。
加工設備が適切であれば、その精度は非常に高くなる可能性がある。通常、CNCの精度はRPの精度より高く、精度は一般的に設備のコストに関係する。
Repeatability
RPは再現性が低い
RPは、試作品の品質に影響する多くの要因に非常に敏感である。部品の製造時期が異なると、結果が異なることがあります。温度、湿度、位置決め、配置などは、製品の再現性に影響を与えるパラメータのほんの一部です。
CNCは繰り返し精度が高い
CNCの繰り返し精度は、RPのそれよりもはるかに高い。ツールパス、工具、使用材料が変わらなければ、製品の繰り返し精度は高くなる。環境条件と人的要因は結果に影響する。材料によっては、温度や湿度が技術者の使用する装置の精度に影響するため、出力に影響する。
表面仕上げ
RPのRa値は2.5～15ミクロン。
二次処理がない場合、すべてでなくとも表面の一部が非常に粗くなる。RPでは板厚を0.025mmまで厚くする技術もありますが、それでも板の積層や凹凸が表面の仕上がりに影響します。二次加工を施せば、仕上がりは思い通りになりますが、そうすると部品サイズの精度が変わってきます。同時に、これらの作業は余分な時間とコストを追加することになる。
CNCのRa値は0.5～5ミクロンである。
機械加工がRPと異なるのは、表面研磨を試作品、模型、工具に適したものにできる点である。RPの場合、二次処理（サンディング、ポリッシング）によって表面仕上げを改善することができますが、同時に精度、時間、コストにも影響します。
Reliability
RPの信頼性は中程度
ほとんどの技術では、製品の信頼性は製品が成熟するにつれて高まる。RP技術はわずか15年の歴史しかないため、その信頼性はさまざまなレベルになる。この技術の歴史が浅く、資源が不足しているため、RPメーカーによっては、信頼性を向上させるために装置の部品を改良する時間があまりない。
CNCの信頼性は中～高
CNCの研究開発には30年以上の歴史があり、信頼性の高い技術である。長年にわたり、絶え間ない技術改良により、製品の信頼性を低下させる装置部品は排除されてきました。
必要なオペレーター
RPはオペレーターをほとんど必要としない
二次的な作業（スタンドの設置など）を除けば、RPに必要な人員はほとんどいない。数分で、部品の必要な情報を準備し、製造を開始することができる。製造中、人間の関与はほとんど必要ない。
CNCは多くのオペレーターを必要とする
CAMソフトウェア・アプリケーションは改良されてきたが、ほとんどの場合、まだ人の介入を根絶することはできない。装置の設置や操作には経験豊富な技術者が必要であり、無人状態でモデルを製造することは極めてまれである。
経験豊富な技術者が必要
RPはそのような技術者をほとんど必要としない
この技術の従業員の給与は確かに最低ではないが、機械加工と比べると経験豊富な技術者の数は少ない。技術そのものは人を必要としない。また、RPが改良された後は、操作工程に技術すら必要としない。
CNCには、このような技術者がたくさんいる。
機械加工には、技術、創造性、問題に対処する能力が必要です。工具経路の設計、加工戦略、切削操作、モニタリングに至るまで、機械加工は経験豊富な技術者によって行われる。同社の収益が減少し、技術者の数が減少すると、モデル製造に必要な人材が不足する可能性が高い。
開発サイクル
RPに必要なサイクルは短～中である。
RPは少ない従業員、少ない操作ステップで済み、設計の複雑さに影響されにくいため、実際の製造サイクルを短縮するだけでなく、プロセス全体の時間も短縮できる。一般的に言って、RP技術は時間と人員の面で効率的である。RPが午後の4時半にデータを受け取れば、翌朝には製品を生産できる。CNCの場合、2シフト分の生産時間がなければ、製品は生産できない。しかし、どのような部品の加工・製造においても、RP技術が最も速いというわけではない。
CNCに必要なサイクルタイムは中程度
機械加工には、主に人手、工具の軌跡、装置の固定、加工時間、材料など、多くのものが含まれる。その結果、多くの作業はRPよりもはるかに時間がかかる。しかし、設計が簡単で理解しやすければ、CNCはサイクルを短縮することもできる。軸の速度が速ければ、送り速度も変えることができる。
