近年、CNC技術の普及と低価格化により、CNCルーター、CNC旋盤、さらには5軸CNC加工センターなどが登場し、簡単に材料を製品に加工できるようになり、ファンに受け入れられ、負担をかけています。 DIY CNCルーター もご利用いただけます。長年にわたり、 3D CNCルーターはファンの間で人気の話題の一つとなっています。しかし、最近では、 3D プリンターとハードウェアとソフトウェアのオープンソース化により、 3D プリンターは人気の話題です。
3D CNCのルーター
CNCはComputer Numerical Controlの略で、コンピュータ制御の加工装置を指します。この技術は、コンピュータを使用して機械加工装置への加工データの送信を実現できます。フライス加工、旋削、研削、穴あけなどの加工手順を高精度で実行できます。また、1台のデバイスで複数の加工手順を実現することもできます。このような装置には多くの種類があり、機能も異なります。一般的に使用されているのは、CNCマシニングセンター、CNC旋盤、CNCルーターです。それらの制御システムは、制御コードまたはその他の記号命令を含むプログラムを処理し、コンピューターを介して変換できます。コード、これにより、工作機械が規定の動作を実行し、ブランクがカッターで切断されて半製品または完成部品に加工されます。
DIYファンの多くは 3D CNCルーターは、一般的に2〜5軸を持ち、最も一般的なのは3軸CNCルーターで、主にフレーム、モーター、伝動機械部品、スピンドル、および制御システムで構成されています。基本的な動作原理は次のとおりです。制御システムはデータを変換して処理し、それを電気信号に変換してモーターを駆動します。モーターは伝動機械部品を駆動し、スピンドル上のツールまたはワークピースがX、Y、Z空間方向に移動できるようにします。高速回転ツールは、必要なワークピース材料を切り取りません（図1を参照）。3軸CNCルーターは、一般に、バルク材料の穴あけ、フライス加工、切断に使用されます。切削工具は、従来の合金工具またはレーザーにすることができます。従来のCNC技術は、ブランク材料を少しずつ減算して完成品を得る減算技術であると言えます。
図1
3D プリンタ
従来のCNC技術が減算技術であるならば、 3D プリンターはさらに付加技術も使用しています。 3D 印刷技術は1世紀末に始まり、その後開発されたさまざまなラピッドプロトタイピング装置は非常に高価でした。最近まで、CNC技術はオープンソースになり、ラピッドプロトタイピングの特許期間が切れ、外国の安価な 3D プリンターは次々と登場し、インスパーも国内に進出し始め、さまざまなシンプルな 3D プリンターが愛好家たちの注目を集めるようになりました。
3D プリンターはラピッドプロトタイピング装置の一種です。基本原理は、従来のCNCとプリンターの組み合わせと見なすことができます。数値制御CNC技術を使用して、モデルファイルをフレームの空間変位に変換し、 3D 印刷ノズルは粉末状の金属やプラスチックを接着することができます。材料は、層ごとに印刷することでオブジェクトを構築します。インクジェットプリンタで印刷する場合、デジタルファイルはプリンタに転送されます。プリンタが解釈した後、インクの層が紙の表面にスプレーされ、2次元画像が形成されます。 3D 印刷では、ソフトウェアはコンピュータ支援設計技術（CAD）を通じて一連のデジタルスライスを完成させ、これらのスライスの情報を 3D プリンター。 の 3D プリンターは連続した薄い層を積み重ねて固体を形成します。 3D このプリンターと従来のプリンターの違いは、使用する「インク」が実際の原材料であることです。
積層する薄層の形状は様々ですが、以下の3つの方法が一般的です。
1. 「インクジェット」方式： 3D プリンターのノズルから非常に薄い層の液体プラスチック材料が噴射され、紫外線またはレーザーの下に置かれて固まり、その後トレイがわずかに下がって次の層が積み重なります。これは完成するまで継続的に積み重なっていきます (図 2 を参照)。
図2
2.「溶融成形」法：追加の硬化工程は必要なく、ノズル内でプラスチックを直接溶かし、圧力を利用して押し出し、堆積させて積み重ね、空気中で冷却して成形します（図3参照）。
図3
3. 「粉末焼結」法：粉末粒子をトレイに吹き付けて非常に薄い粉末層を形成し、その後液体バインダーを吹き付けて固化させるか、または粉末層をレーザー、電子流、熱などによって溶融、焼結、固化させて、一層ずつ積み重ねます。これらの方法で印刷する場合、印刷物に穴やカンチレバーなどの複雑な構造が含まれている場合は、印刷プロセス中にゲルなどの物質を追加してサポートを提供したり、スペースを占有したりする必要があり、印刷後にこの部分のスペースをクリアする必要があります。印刷媒体には、プラスチック、金属、セラミック、ゴム、食品、さらには人間の細胞を使用した臓器など、さまざまな種類があります。
比較
動作原理を比較すると、どちらにも長所と短所があることは容易にわかります。CNC ルーターは、既存のプロファイルまたは半製品で処理できます。材料に対する要件は高くありません。加工される材料は簡単に入手でき、安価です。金属、木材、石、プラスチックなどであり、サイズはかなり大きくなる可能性があります。 3D プリンターには特殊な印刷消耗品が必要で、印刷コストが高く、大きなサイズを実現するのは困難です。CNCルーターは、工業製品の製造、金型製造、手工芸品の製造、広告業界、アマチュア部品の製造などに適しています。 3D プリンターは材料によって制限されており、製造する製品は比較的壊れやすく、「フュージョン成形」マシンのように、消耗品は主にプラスチックです。製品は金属ほど硬くはなく、一般的には模型の手作り、パーソナライズされた手工芸品の生産、製品サンプルの生産、古代の化石の修復などに適しています。CNCルーターは、作業中に適切なプロファイルまたは半製品を準備する必要がありますが、 3D プリンターにはない特徴です。印刷されたアイテムは空から降ってくると言え、デザイナーにとても人気があります。構造的には、両者に大きな違いはありません。それらはすべて、X、Y、Zの3軸で構成されるフレーム構造に適用されます。主な違いは、CNCルーターはスピンドルとツールを使用して材料をフライス加工することです。 3D プリンターはノズルを使用して材料を蓄積します。
