CNCマシニングと3Dプリンティング：違いと比較

CNC加工と3Dプリント は、根本的に異なる2つの製造技術を表している。CNC機械加工は、材料を削って部品を作る減法的プロセスであるのに対し、3Dプリンティングは加法的製造としても知られ、物体を層ごとに作り上げる。3Dプリンティング市場は、2025年に292億9,000万米ドルに達し、2034年には1,345億8,000万米ドルに成長すると予測されている。CNC機械市場は2025年に1,012億2,000万米ドルに達し、2032年には1,955億9,000万米ドルに達すると予測されている。

Lewei Precisionでは、2008年以来、何千ものプロジェクトで両方の製造方法を導入してきました。当社のISO 9001:2015認証施設では、毎月10,000個以上の部品を加工しており、各技術がどのような場合に最適な結果をもたらすかを直接知ることができます。

3Dプリンティングとは？

3Dプリンター アディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）として知られるこの技術は、3Dモデルから材料を層ごとに堆積させることで部品を作る。製造プロセスは、デザインを薄い層にスライスするCADソフトウェアから始まる。その後、プリンターが各層を造形し、完成までこのプロセスが繰り返される。

一般的な印刷技術には次のようなものがある：

• FDM 3Dプリンティング:加熱されたノズルから熱可塑性プラスチックを押し出す
• エスエルエー:UVレーザーで液状樹脂を硬化
• SLS:レーザーで粉末を溶かす
• 直接金属レーザー焼結:粉末溶融で金属部品を作る

多くの3Dプリンターはポリマー、樹脂、金属合金を扱う。金属3Dプリンティングはまだ発展途上だが、2024年のハードウェア売上高は40億米ドルを超える。アディティブ・プロセスでは、材料は必要な場所にのみ追加されるため、廃棄物は最小限に抑えられる。

Lewei精密アプリケーション:私たちは最近、金属3Dプリントを使用して、航空宇宙産業のクライアントのために内部冷却チャンネルを備えた50個の複雑な部品を製造しました。従来の方法では、6つの別々の部品を組み立てる必要がありました。

CNC加工とは？

CNC加工 は、コンピュータ制御された工具を使用して、固いブロックから材料を除去する。サブトラクティブ・プロセスには、フライス加工、旋盤加工、ドリル加工、研削加工が含まれる。CNCマシンは、Gコード命令を読み取り、±0.005mmの精度で切削工具をガイドする。

主なマシンタイプ

• CNCミル:複雑形状の多軸切断
• CNC旋盤加工 センター:円筒部品用回転ワークピース
• 5軸加工機:複雑な機能に対する同時動作
• 研削盤:超平滑な表面仕上げ

CNC機械加工では、アルミニウムから硬化工具鋼まで、事実上あらゆる機械加工可能なプラスチックや金属を使用します。この製造方法では、材料本来の特性100%が維持される。最新のシステムは、AIを活用した適応制御とデジタル・ツイン・モニタリングを統合している。

Leweiの精密能力:当社の45台以上のCNCマシンは、±0.003mmの公差を実現しています。前四半期には、厳しい寸法精度を要求する医療機器メーカー向けに15,000個以上の精密部品を納入しました。

CNCマシニングと3Dプリンティングの比較

3DプリンティングとCNC機械加工の主な違いは、プロセスの仕組みと結果にある。CNCマシニングはパーツを製造するために材料を削り取るが、3Dプリンティングは付加的にパーツを製造する。この基本的な違いは、パーツの形状の可能性から最終的な材料特性まで、すべてに影響します。

3DプリンターとCNCの比較 を比較すると、明確な利点があることがわかる：

寸法精度と表面品質が重要な場合は、一般的にCNC機械加工が好まれます。3Dプリントは、機械加工では不可能な内部形状を持つ複雑な部品に適しています。

CNCマシニングと3Dプリント：リードコストの比較

のコスト構造 金属3Dプリンター vs 金属3Dプリンター CNC加工は大きく異なる。CNCマシニングを使用すると、プログラミングとツーリングのセットアップのため、単純なプロトタイプ部品で通常250～500米ドルかかる。同じパーツを3Dプリントする場合、50～80米ドルかかる。

しかし、CNC加工はリピートオーダーに対してより優れた経済性を提供する。一度プログラムすれば、多くのパーツを生産することで、1個あたりのコストを劇的に削減できます。3DプリントかCNC加工かの決定は、数量に左右されることが多い。損益分岐点は、部品の複雑さにもよるが、通常50～100個の間にある。

レアル・ルヴェイのデータ:あるクライアントのアルミニウム製ブラケットは、FDM 3Dプリントでは45米ドルであるのに対し、最初のCNC機械加工では380米ドルでした。75個目では、CNCコストは1個あたり22米ドルに下がり、3Dプリントは45米ドルのままでした。

CNCマシニングと3Dプリント：スピードの比較

3DプリントとCNC機械加工では、時間的な優位性が異なります。3Dプリンティングは起動が速く、数分でファイルがロードされ、すぐに印刷が開始されます。造形時間は部品のサイズと形状によりますが、ほとんどの部品で2～24時間です。

CNC加工は、当初は時間がかかることが多い。ツールパスのプログラミング、カッターの選択、治具の設計に2～8時間かかる。セットアップが完了すると、機械加工は迅速な部品生産を提供します。単純な部品であれば、実際の切削時間は15～45分で仕上がります。

10個未満の試作品や最終用途の部品では、一般的に3Dプリントの方が全体的に速い。25個を超えると、CNC機械加工の方が、3Dプリントを複数回行うよりも、バッチ全体が早く完成することがよくあります。

CNCマシニングと3Dプリント：体積比較

3Dプリンティング対3Dプリンティングの決定には、数量が大きく影響します。3Dプリンティングは、1個あたりのコストを一定に保ちます。1個でも100個でも、同じ材料と機械時間を必要とします。これは少量生産のニーズにぴったりです。

CNC加工は一般的に、固定セットアップコストが部品生産全体に分散されるため、50個を超えるあたりで経済的になります。当社の設備データによると、CNCの単価は、最初の部品から100個目までの間に60～70%下がる。高速CNC旋盤加工では、治具が準備できれば、1シフトあたり200個以上の部品を生産することができます。

製造ワークフロー 両方の技術を組み合わせることが増えている。最初のプロトタイプには3Dプリントを使い、需要が拡大するにつれてCNC加工に移行する。このアプローチでは、両方の長所を生かすことができます。

CNC加工と3Dプリント：材料の比較

材料の選択は、この2つの製造技術を根本的に分けます。CNCマシニングは、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、真鍮、プラスチック、複合材料など、加工可能なあらゆる材料から部品を製造することができます。サブトラクティブ・プロセスは材料の構造を変えないため、部品は本来の特性を完全に維持します。

3Dプリント材料は拡大を続けているが、依然として限られている。ポリマープリンティングは、PLA、ABS、ナイロン、エンジニアリング樹脂が主流です。金属3Dプリンティングは、プラスチックプリンティングに比べるとまだ一般的ではありませんが、急速に成長しています。利用可能な金属合金には、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、インコネルなどがあります。

3Dプリンティングで製造された部品は、しばしば強度が低下します。FDM 3Dプリント部品は、通常、層の接着によりバルク材料の強度が10～20%になります。SLSナイロンは90-100%に達します。CNC機械加工では、ソース金属材料と一致する一貫した等方性特性を持つ部品が製造されます。

ルーヴェイのテスト結果:アルミニウム部品の引張試験では、同じ合金組成を使用しているにもかかわらず、CNC機械加工による試験片は310MPaであるのに対し、DMLS印刷による同等の試験片は165MPaと、50%の強度低下を示しました。

3DプリンティングとCNC加工の利点

3Dプリントを選ぶ理由：

製品開発では、プロトタイプを迅速に作成することが重要です。3Dプリントはそのスピードを実現します。工具や治具の設計に何週間も待つ必要はありません。ファイルを送るだけで、数時間以内にパーツができあがります。アディティブ・プロセスは、金属ブロックの95%を削り取るのに比べて、ほとんど何も無駄にしません。

機械工が首をかしげるような複雑な形状？3Dプリンターなら問題ない。内部冷却チャネル、有機格子構造、部品の中の部品など、3Dモデルが示すものなら何でも造形できます。新興企業や研究開発チームが5～50個のユニットを製造する場合、金型投資をしなくてもコストはリーズナブルなままです。設計の反復は、数ヶ月ではなく数日で行われます。

CNCマシニングを選ぶ理由

表面仕上げが重要な場合、CNC機械加工はそれを実現します。Ra0.4μmの鏡面仕上げは、3Dプリンティングでは実現できません。機械は固体の材料から切削するため、部品は母材の強度を100%維持し、層の接着の問題や方向性の弱さを心配する必要はありません。

0.05mm以下の公差が必要ですか？CNCはそれを日常的に処理します。当社の機械は、重要なフィーチャーで±0.003mmを保持しています。さらに、アルミニウム、チタン、ステンレス、真鍮、エキゾチック合金、エンジニアリングプラスチックなど、材料の制限もありません。用途が何であれ、CNCマシニングはそれを使用します。50個以上のパーツを作るようになれば、経済性はCNCに軍配が上がります。

3DプリンティングとCNC加工のデメリット

3Dプリントの限界：

積層造形プロセスでは、プリント部品にレイヤーラインが現れます。ほとんど見えないこともあれば、サンディングやコーティングが必要なこともあります。3Dプリントの精度は、プリント技術やパーツのサイズにもよりますが、通常±0.1～0.5mmです。ひどいものではありませんが、機械加工レベルの精度でもありません。

強度の懸念は実際にあります。FDM部品は、バルク材料の強度が10～20%にしか達しないかもしれません。金属3Dプリンティングは50～70%と良い方ですが、それでも機械加工部品よりは弱いです。サポート構造は取り外しが必要で、跡が残ります。多くのパーツを作るには、それぞれが個別に造形されるため、時間がかかります。また、特定のプリンターが扱える以外の材料については忘れてください。

CNC加工の限界：

セットアップコストは痛い。ツールパスのプログラミング、治具の設計、工具の選択など、最初のチップが飛ぶまでに2～8時間はかかる。その最初の部品は、材料費が$15であるのに対し、$500かかるかもしれません。材料の無駄もひどくなり、40～95%をチップやスクラップとして捨てることもある。

ツールアクセスが設計を制限するカッターが届かないところは加工できない。外部からのアクセスがない内部機能？不可能です。開口部の狭い深いポケット？幸運を祈ります。送り、速度、工具を熟知した熟練工が必要です。複雑な部品は、複数回のセットアップと再配置が必要な場合があり、すでに高いセットアップ時間がかかります。

結論

両方 CNC加工と3Dプリント 様々な問題を解決します。生産に厳しい公差と滑らかな表面が必要ですか？CNC加工の方が良い。$10,000を費やすことなく、今週中に5つの設計バリエーションをテストしたいですか？3Dプリンターを使いましょう。

ここLewei Precisionでは、17年にわたり両方の技術を使ってきました。納入した部品は50万個を超えますが、正直なところ、理にかなった方を使用しています。ある医療機器の顧客は、公差±0.01mmのチタン製インプラントを200個必要としていました。別の顧客は、軽量化のために内部ウェビング付きのハウジングを10個必要としていました。

市場はどちらのアプローチも支持している。3Dプリンティングは年間18.52%で成長し、CNCは2032年まで9.9%で拡大する。企業はどちらかを選んでいるのではなく、それぞれの仕事に最適な方法を選んでいるのです。それこそが私たちが推奨することなのです。

引用

1. 先行研究。(2025)."3Dプリンティングの市場規模と2025年から2034年までの予測".から取得 https://www.precedenceresearch.com/3d-printing-market
2. フォーチュン・ビジネス・インサイト(2025)."CNC機械の市場規模【2032年】".から取得 https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/computer-numerical-controls-cnc-machine-tools-market-101707
3. マーケッツ・アンド・マーケッツ(2025)."3Dプリンティング市場成長分析2025-2030".から取得 https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/3d-printing-market-1276.html
4. グランド・ビュー・リサーチ(2025)."Computer Numerical Control Machines Market Report".から取得 https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/computer-numerical-controls-cnc-market
5. モルドール・インテリジェンス(2025)."製造技術動向2025-2032"から取得 https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/3d-printing-market