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付加製造と除去加工の比較：主な違い、メリット・デメリット、用途 | SNS Hardware
作成日 07.16
プロフェッショナルなカスタム精密ハードウェアメーカーとして、SNSハードウェア積層造形技術と除去加工技術を深く統合し、世界中の顧客に対しワンストップでの試作、小ロット試作、大量量産サービスを提供しています。産業バイヤー、エンジニア、調達チームが最もコストパフォーマンスの高い製造ソリューションを選択できるよう、本稿では積層造形と除去加工について、その動作原理、プロセス種類、利点、制限、コスト、産業応用シーンを包括的に比較します。
1. アディティブマニュファクチャリング（3Dプリンティング）とは？
アディティブマニュファクチャリングは、広く3Dプリンティングとして知られ、材料を積み重ねることで完成部品を層ごとに造形する、コンピュータ制御の工業製造技術です。従来の材料除去加工とは異なり、必要な製品領域にのみ材料を使用し、ニアネットシェイプ生産を実現します。
本技術は当初、航空宇宙や医療業界において高精度な複雑部品のカスタマイズに活用されていました。技術の進化に伴い、自動車、新エネルギー、石油機器、建設機械などの分野にも広く応用されるようになりました。SNSハードウェアは、高水準の積層造形装置を採用し、金属合金、熱可塑性樹脂、熱硬化性ポリマー、複合材料など多様な素材に対応。さまざまな業界の複雑構造部品のカスタマイズ生産ニーズに応えています。
アディティブマニュファクチャリングプロセスの主な種類
国際的な工業製造基準によると、積層造形は7つの主流なプロセス種類に分類され、それぞれ異なる精度とシナリオ要件に適合します。
- バインダージェッティング
：粉末材料（金属、砂、セラミック）に結合剤を選択的に噴霧し、層状の固体構造を形成します。砂型の迅速な試作や低コストのバッチ試作品の製造に適しています。
- 指向性エネルギー堆積（DED）
：レーザー/ビームの集束エネルギーにより金属粉末や金属ワイヤを溶融し、材料を精密に堆積させて成形します。主に金属部品の補修や高強度金属部品のカスタマイズに使用されます。
- 材料押出成形
：ノズルを通じてポリマー材料を溶融し、層ごとに押し出して固化・成形します。操作が簡単で試作コストが低いという特徴があり、プラスチック構造部品の検証に最適です。
- 粉末床溶融結合（PBF）
：DMLS、SLS、EBMなどの主流プロセスを含みます。レーザーや電子ビームを使用して粉末層を溶融・融合し、成形精度が高く、高精度の金属部品や複合材部品に適しています。
- シート積層
：LOM（積層造形法）とUAM（超音波積層造形法）のプロセスをカバーします。紙や薄い金属シートを層ごとに接着し、美的モデルの製作や薄肉金属部品の組み立てに適しています。
- VAT光重合
：UV光により液体樹脂を層ごとに硬化させ、滑らかな表面と高い寸法精度を実現し、微細構造部品や医療用カスタム部品に最適です。
- マテリアルジェッティング
：バインダージェッティングと似ていますが、ワックス材料を使用します。高い表面仕上げ精度を低コストで実現し、高精細な小ロット部品に適しています。
積層造形の長所と短所
利点
- 超高材料利用率で、ほぼ製造廃棄物が発生しない
- 設計から製造までのサイクルを短縮し、迅速な試作の反復をサポート
- 従来の工程では実現できない複雑な形状、不規則構造、中空構造の一体成形を容易に実現
制限事項
- 選択可能な材料の種類が限られており、除去加工に比べて大幅に少ない
- 金属材料のプリント生産における単価が高い
- 標準部品の大規模な量産には適さない
2. 除去加工とは？
除去加工は、SNS Hardwareが量産に採用する伝統的で成熟した精密加工技術です。その中核原理は、切削、研削、放電加工によって完全な固体ブランク（金属、プラスチック、木材、複合材料）から余分な材料を除去し、目的の部品形状とサイズを残すことです。
この技術は安定した性能と幅広い材料適応性を持ち、アルミニウム、真鍮、ABS、ナイロン、PEEK、PVC、および各種木材や複合材料を加工できます。高い寸法精度、滑らかな表面仕上げ、安定した機械的特性が要求される工業部品に最適なプロセスであり、中量・大量生産の標準化部品製造に広く使用されています。
サブトラクティブ・マニュファクチャリングの主な種類
- レーザー切断
：CNC制御の高精度レーザービームを使用して材料の切断と成形を行い、切断面がきれいでバリがなく、工業用板金や芸術的な構造部品の加工に適しています。
：SNSハードウェアの量産における中核プロセスです。事前にプログラムされたソフトウェアにより自動工作機械を制御し、3D精密切削を一度で完了します。寸法公差が安定しており、バッチごとの一貫性に優れています。
- 研磨加工
：研磨材を使用して部品を研磨・研削し、表面のバリや凹凸層を除去して、部品の表面仕上げと平坦性を最適化します。
- EDM（放電加工）
：電気火花放電を利用して余分な材料を除去します。ワークピースに接触せずに精密成形を実現し、複雑な溝や異形部品の加工に適しています。
除去加工のメリットとデメリット
利点
- ほぼすべての工業用材料をカバーし、互換性が高い
- 穴、ねじ、平面など、あらゆる一般的な構造に対応
- 優れた表面仕上げ、寸法公差0.0025mmまで対応可能な超高精度
- 完成部品の機械的特性が安定しており、高い構造強度と耐久性を備える
制限事項
- 加工中に一定の材料廃棄が発生する（切りくずはリサイクル可能）
- 単一の複雑な部品の場合、3Dプリンティングと比較して生産サイクルが長い
3. 中核的な違い：積層造形と除去加工
グローバルなクライアントが適切なプロセスを迅速に選別できるよう、SNS Hardwareは複数の主要な観点から2つの製造技術の中核的な違いを整理しました：
比較項目 | 積層造形（3Dプリンティング） | 除去加工（CNC/レーザー/放電加工） |
材料オプション | 種類が限られており、主に特殊プラスチック、樹脂、一部の合金および複合材料 | 幅広く対応可能。金属、プラスチック、木材、ガラス、フォーム、各種工業用複合材料を含む |
設計の複雑さ | 超複雑、中空、一体型の異形構造に優れる | 従来の幾何学的構造に適する。大量生産の複雑な標準部品に有利 |
精度と公差 | 一般公差0.100mm、高精度には後処理が必要 | 超高精度、0.025mmまでの厳しい公差、ほとんどのシナリオで二次加工不要 |
完成部品の性能 | 積層造形により微細な気孔が生じる可能性があり、構造安定性がやや低い | 緻密な材料構造、高強度、優れた耐熱性と化学的安定性 |
表面仕上げ | 一部の工程で表面が粗く、後研磨が必要 | 滑らかで平坦な表面、優れた仕上げと疲労耐性 |
生産速度とコスト | 小ロットの試作やカスタム部品に迅速かつコスト効率が良い | 単品小物部品ではコストが高いが、大量生産では非常にコスト効率が良い |
4. コスト分析：どちらの製造方法がより経済的か？
多くの産業用クライアントは、製造プロセスを選択する際にコスト適合性を優先します。SNS Hardwareは、設備、材料、人件費、後処理の観点から両プロセスのコスト構成を分析します。
設備・治具コスト
積層造形装置は調達・設置コストが高いものの、治具コストは総生産コストの5%に過ぎず、柔軟性が高く製品ごとに治具をカスタマイズする必要がありません。一方、除去加工では異なる部品ごとに専用の治具や固定具の設計が必要であり、治具の改良コストは高くなりますが、標準化された生産においては装置導入のハードルが低くなります。
材料コスト
付加製造用の特殊材料は高価であり、単位重量あたりのコストは従来の除去加工材料の8倍に達します。量産においては、除去加工により加工チップをリサイクルすることで材料費を大幅に削減できます。
人件費および後処理コスト
両プロセスとも高度な自動化を実現しており、人件費は総コストの10%未満です。積層造形部品は通常、研磨、バリ取り、樹脂洗浄が必要ですが、除去造形部品は高水準の納品のために簡単な仕上げ加工のみで済みます。両者の後処理コストは基本的に同等です。
5. 2つの製造技術の産業応用
積層造形の適用シナリオ
カスタマイズ、小ロット、複雑形状の生産に重点を置く：
- 航空宇宙向け軽量複雑部品
- 医療・歯科向けカスタムインプラントおよび機器部品
- ジュエリーのパーソナライズカスタマイズとアートモデリング
- 新エネルギー、電磁機器、および3D電子構造部品
- 産業研究開発向けの迅速なプロトタイプ検証
サブトラクティブマニュファクチャリングの応用シナリオ
標準化、大量バッチ、高精度の量産に特化：
- 自動車、家電、電子機器のハードウェア標準部品
- 航空宇宙および医療向けの高精度構造用アクセサリ
- 建設機械および石油機器向けの耐摩耗部品
- 各種ねじ部品、平板部品、および異形産業用コンポーネント
6. ハイブリッド製造：SNSハードウェアによる最適な産業ソリューション
単一の積層造形または除去加工には明らかなシナリオ上の制限があります。お客様の多様な生産ニーズに応えるため、SNSハードウェアはハイブリッド製造技術を採用し、3Dプリンティングの柔軟性とCNC除去加工の高精度を統合しています。
積層造形を用いて複雑な部品ブランクの迅速な成形を完了し、その後CNC仕上げ加工と表面研磨を採用して部品の精度と表面仕上げを最適化します。このハイブリッドプロセスは、単一加工におけるサイクルの長期化、高コスト、精度不足といった課題を完璧に解決し、部品補修、複雑なカスタム部品、高精度試作品の量産に広く応用されています。
7. 積層造形と除去加工に関するFAQ
Q1: 積層造形と除去加工、どちらが優れていますか？
良い悪いの絶対的な区別はありません。積層造形は、少量のカスタマイズ、複雑な構造、迅速な試作に適しており、廃棄物が少なくなります。除去造形は、より高い精度と優れた部品安定性を備えた大量の標準化生産に適しています。SNS Hardwareは、お客様の製品設計と生産量に応じて、最もコスト効率の高いプロセスソリューションを提案します。
Q2: 射出成形は積層造形ですか、それとも除去造形ですか？
射出成形は、積層造形でも除去造形でもない、独立した金型量産技術に属します。主に超大量のプラスチック標準部品の生産に使用され、SNS Hardwareは金型開きや射出成形のサポートサービスを提供できます。
なぜSNS Hardwareを製造パートナーに選ぶべきなのか？
ISO 9001:2015認証を取得したハードウェア製造企業として、SNS Hardwareは付加製造、除去加工によるCNC精密加工、およびハイブリッド製造を網羅する完全な生産システムを備えています。世界中のお客様にワンストップでカスタムハードウェアおよび産業部品の製造サービスを提供することに注力しています。
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