Prototypování je skvělý nápad, jak otestovat svůj návrh před vytvořením modelu připraveného pro výrobu. 3D tiskárny a CNC obrábění jsou životaschopné možnosti, ale každá má své výhody a omezení na základě různých parametrů projektu. Jaká je tedy lepší varianta? Pokud jste v tomto hlavolamu, pak je tento článek přesně to, co potřebujete. Ponoříme se hluboko do obou technologií a prodiskutujeme mnoho klíčových faktorů, které vám pomohou rozhodnout, co je nejlepší na základě vašich projektových potřeb.
V tomto příspěvku se budeme zabývat:
3D tisk vs. CNC obrábění: Jaký je rozdíl?
Než se pustíme do podrobností, je nejlepší si dobře osvojit základy. Hlavním rozdílem mezi 3D tiskem a CNC obráběním je způsob, jakým je dosaženo konečného produktu.
3D tisk je aditivní výrobní proces. To znamená, že konečný produkt vzniká na 3D tiskárně pokládáním postupných vrstev materiálu na pracovní desku, dokud není dosaženo konečného tvaru produktu.
Na druhé straně CNC obrábění je subtraktivní výrobní proces. Začnete s blokem materiálu, který se nazývá polotovar, a obrobíte nebo odeberete materiál, aby zůstal konečný produkt.
Jak si vybrat, co je pro potřeby vašeho projektu nejlepší?
Každá ze dvou výrobních technik má ve specifických scénářích výrazné výhody. Podívejme se na každý jednotlivě.
1. Materiál
Při práci s kovy, CNC stroje mít jasnou výhodu. Celkově je 3D tisk více zaměřen na plasty. Existují technologie 3D tisku, které mohou tisknout kov, ale z hlediska prototypování mohou být velmi drahé, protože tyto průmyslové stroje mohou stát až 100,000 XNUMX $.
Další nevýhodou kovu pro 3D tisk je, že váš konečný produkt není tak strukturálně pevný jako stejný díl vyrobený vyfrézováním pevného polotovaru. Pevnost 3D tištěného kovového dílu můžete zlepšit tepelným zpracováním, což může způsobit raketový růst celkových nákladů. Pokud jde o superslitiny a TPU, musíte jít s 3D tiskem.
2. Objemy výroby a náklady
Pokud hledáte rychlé jednorázové prototypy nebo nízké objemy výroby (nízké dvouciferné číslo), pak je 3D tisk levnější. Pro vyšší objemy výroby (vysoká dvojciferná čísla až několik stovek) je správnou volbou CNC frézování.
Počáteční náklady aditivní výroby jsou obvykle nižší než subtraktivní výroba jednorázových prototypů. Jak již bylo řečeno, všechny díly, které nevyžadují složité geometrie, mohou být vyrobeny levněji pomocí CNC obrábění.
Pokud se podíváte na objem výroby nad 500 jednotek, tradiční technologie tváření, jako je vstřikování, jsou mnohem ekonomičtější než aditivní a subtraktivní výrobní techniky.
3. Složitost návrhu
Obě technologie mají svá omezení, ale v tomto kontextu má 3D tisk jasnou výhodu. CNC obrábění nemůže zvládnout složité geometrie kvůli faktorům, jako je přístup k nástroji a vůle, držáky nástrojů a montážní body. Také nemůžete obrábět čtvercové rohy kvůli geometrii nástroje. 3D tisk umožňuje mnohem větší flexibilitu, pokud jde o složitou geometrii.
Dalším aspektem, který je třeba zvážit, je velikost součásti, kterou prototypujete. CNC stroje jsou vhodnější pro manipulaci s většími díly. Ne, že by tam nebyly 3D tiskárny, které by nebyly dostatečně velké, ale z hlediska prototypování jsou náklady spojené s masivní 3D tiskárnou pro tuto práci nerealizovatelné.
4. Rozměrová přesnost
Pro díly, které vyžadují těsné tolerance, je CNC obrábění jasnou volbou. CNC frézováním lze dosáhnout úrovně tolerance mezi ± 0.025 – 0.125 mm. Zároveň mají 3D tiskárny obecně toleranci ± 0.3 mm. Kromě tiskáren Direct Metal Laser Sintering (DMLS), které mohou dosáhnout tolerance až ± 0.1 mm, je tato technologie pro prototypování příliš drahá.
5. Povrchová úprava
CNC obrábění je jasnou volbou, pokud je významným kritériem vynikající povrchová úprava. 3D tiskárny mohou produkovat docela dobré lícování a konečnou úpravu, ale CNC obrábění je způsob, jak jít, pokud požadujete vynikající povrchovou úpravu pro spojení s jinými přesnějšími díly.
Zjednodušený průvodce, který vám pomůže s výběrem
Zde je rychlý průvodce, který vám pomůže rozhodnout se mezi 3D tiskem a CNC obráběním:
- Pokud hledáte rychlé prototypování, které zahrnuje složitou geometrii pro jednorázový prototyp nebo extrémně malou výrobní sérii, pak bude 3D tisk ideální volbou.
- Pokud hledáte vyšší výrobní sérii několika stovek dílů s relativně jednoduchou geometrií, použijte CNC obrábění.
- Pokud se podíváme na práci s kovy, pak z hlediska nákladů má CNC obrábění výhodu. To platí i pro malá množství. Omezení geometrie zde však stále platí.
- Pokud je vysoce prioritou opakovatelnost, přísná tolerance a perfektní povrchová úprava, použijte CNC obrábění.
Konečné slovo
3D tisk je stále relativně nová technologie a jeho boj o dominanci na trhu teprve začal. Ano, existují drahé a nejmodernější 3D tiskové stroje, které zmenšily mezeru v tom, čeho je CNC obrábění schopné, ale z pohledu prototypování zde nelze uvažovat. Neexistují žádné univerzální řešení. Výběr jednoho z druhého závisí zcela na specifikacích návrhu vašeho prototypového projektu.
O Autor:
Peter Jacobs
Peter Jacobs je vrchním ředitelem marketingu ve společnosti CNC mistři. Aktivně se podílí na výrobních procesech a pravidelně přispívá svými poznatky do různých blogů o CNC obrábění, 3D tisku, rychlém obrábění, vstřikování, odlévání kovů a výrobě obecně.
Jmenuji se Joost Nusselder, zakladatel společnosti Tools Doctor, obchodník s obsahem a táta. Rád zkouším nové vybavení a společně se svým týmem vytvářím od roku 2016 podrobné články na blogu, které věrným čtenářům pomáhají s nástroji a tipy na tvorbu.
