Prototyping er en god idé at teste dit design, før du laver en produktionsklar model. 3D-printere og CNC-bearbejdning er begge levedygtige muligheder, men hver har særskilte fordele og begrænsninger baseret på forskellige projektparametre. Så hvilken er den bedste mulighed? Hvis du er i denne gåde, så er denne artikel lige hvad du har brug for. Vi vil dykke dybt ned i begge teknologier og diskutere mange nøglefaktorer for at hjælpe dig med at beslutte, hvad der er bedst baseret på dine projektbehov.
I dette indlæg dækker vi:
3D-print vs. CNC-bearbejdning: Hvad er forskellen?
Før vi hopper ind i detaljerne, er det bedst at få et godt greb om det grundlæggende. Den primære forskel mellem 3D-print og CNC-bearbejdning er, hvordan det endelige produkt opnås.
3D-print er en additiv fremstillingsproces. Det betyder, at slutproduktet skabes ved, at en 3D-printer lægger på hinanden følgende lag af materiale på arbejdspladen, indtil produktets endelige form er opnået.
CNC-bearbejdning er på den anden side en subtraktiv fremstillingsproces. Du starter med en blok af materiale, der kaldes et emne, og maskinerer væk eller fjerner materiale, der skal efterlades med det endelige produkt.
Hvordan vælger man det, der passer bedst til dit projektbehov?
Hver af de to fremstillingsteknikker har forskellige fordele i specifikke scenarier. Lad os se på hver enkelt individuelt.
1. Materialet
Når man arbejder med metaller, CNC-maskiner har en klar fordel. Generelt er 3D-printning mere fokuseret på plastik. Der er 3D-printteknologier, der kan udskrive metal, men fra prototype-perspektivet kan de være meget dyre, da disse industrielle maskiner kan koste op mod $100,000.
En anden ulempe ved 3D-print af metal er, at dit slutprodukt ikke er så strukturelt solidt som den samme del, der er lavet ved at fræse et solidt emne ud. Du kan forbedre styrken af en 3D-printet metaldel ved at varmebehandle, hvilket kan få de samlede omkostninger til at skyde i vejret. Med hensyn til superlegeringer og TPU er du nødt til at gå med 3D-print.
2. Produktionsmængder og omkostninger
Hvis du kigger på hurtige engangsprototyper eller lave produktionsvolumener (lave tocifrede), så er 3D-print billigere. For større produktionsmængder (høje tocifrede til et par hundrede) er CNC-fræsning vejen at gå.
Forudgående omkostninger ved additiv fremstilling er normalt lavere end subtraktiv fremstilling for engangsprototyper. Når det er sagt, kan alle dele, der ikke kræver komplekse geometrier, fremstilles mere omkostningseffektivt ved hjælp af CNC-bearbejdning.
Hvis du ser på produktionsmængder over 500 enheder, er traditionelle formningsteknologier som sprøjtestøbning meget mere økonomiske end additive og subtraktive fremstillingsteknikker.
3. Designkompleksitet
Begge teknologier har deres del af begrænsninger, men i denne sammenhæng har 3D-print en klar fordel. CNC-bearbejdning kan ikke håndtere komplekse geometrier på grund af faktorer som værktøjsadgang og frirum, værktøjsholdere og monteringspunkter. Du kan heller ikke bearbejde firkantede hjørner på grund af værktøjsgeometrien. 3D-print giver meget mere fleksibilitet, når det kommer til kompleks geometri.
Et andet aspekt at overveje er størrelsen af den del, du laver prototyper. CNC-maskiner er bedre egnede til at håndtere større dele. Ikke at der ikke er 3D-printere derude, som ikke er store nok, men set fra et prototypeperspektiv gør de forbundne omkostninger med en massiv 3D-printer dem uigennemførlige til jobbet.
4. Dimensionsnøjagtighed
For dele, der kræver snævre tolerancer, er CNC-bearbejdning et klart valg. CNC-fræsning kan opnå toleranceniveauer mellem ± 0.025 – 0.125 mm. Samtidig har 3D-printere generelt omkring ± 0.3 mm tolerance. Bortset fra Direct Metal Laser Sintering (DMLS) printere, der kan opnå tolerance så lav som ± 0.1 mm, er denne teknologi alt for dyr til prototyping.
5. Overfladefinish
CNC-bearbejdning er et klart valg, hvis en overlegen overfladefinish er et væsentligt kriterium. 3D-printere kan producere en temmelig god pasform og finish, men CNC-bearbejdning er vejen at gå, hvis du har brug for en overlegen overfladefinish til at passe sammen med andre dele med højere præcision.
En forenklet guide til at hjælpe dig med at vælge
Her er en hurtig guide til at hjælpe dig med at vælge mellem 3D-print og CNC-bearbejdning:
- Hvis du kigger på hurtig prototyping, som involverer kompleks geometri til en enkeltstående prototype eller en ekstremt lille produktionsserie, så vil 3D-print være et ideelt valg.
- Hvis du ser på en højere produktion af et par hundrede dele med relativt enkle geometrier, så gå med CNC-bearbejdning.
- Hvis vi ser på at arbejde med metaller, så har CNC-bearbejdning fordelen ud fra et omkostningsperspektiv. Dette gælder selv for små mængder. Der gælder dog stadig geometribegrænsninger her.
- Hvis repeterbarhed, snæver tolerance og en perfekt overfladefinish er højt prioriteret, så gå med CNC-bearbejdning.
Slutordet
3D-print er stadig en relativt ny teknologi, og kampen om markedsdominans er kun lige begyndt. Ja, der er dyre og avancerede 3D-printmaskiner, der har indsnævret kløften til, hvad CNC-bearbejdning er i stand til, men ud fra et prototypeperspektiv kan de ikke tages i betragtning her. Der er ingen ensartede løsninger. At vælge den ene frem for den anden afhænger helt af dit prototypeprojekts designspecifikationer.
Om forfatteren:
Peter Jacobs
Peter Jacobs er Senior Director of Marketing hos CNC Masters. Han er aktivt involveret i fremstillingsprocesser og bidrager jævnligt med sin indsigt til forskellige blogs om CNC-bearbejdning, 3D-print, hurtig værktøj, sprøjtestøbning, metalstøbning og fremstilling generelt.
Jeg er Joost Nusselder, grundlæggeren af Tools Doctor, content marketinger og far. Jeg elsker at prøve nyt udstyr, og sammen med mit team har jeg lavet dybtgående blogartikler siden 2016 for at hjælpe loyale læsere med værktøjer og håndværkstips.
