Η δημιουργία πρωτοτύπων είναι μια εξαιρετική ιδέα για να δοκιμάσετε το σχέδιό σας πριν δημιουργήσετε ένα μοντέλο έτοιμο για παραγωγή. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές και η κατεργασία CNC είναι και οι δύο βιώσιμες επιλογές, αλλά το καθένα έχει ξεχωριστά πλεονεκτήματα και περιορισμούς με βάση διάφορες παραμέτρους του έργου. Ποια είναι λοιπόν η καλύτερη επιλογή; Εάν βρίσκεστε σε αυτό το αίνιγμα, τότε αυτό το άρθρο είναι ακριβώς αυτό που χρειάζεστε. Θα βουτήξουμε βαθιά και στις δύο τεχνολογίες και θα συζητήσουμε πολλούς βασικούς παράγοντες για να σας βοηθήσουμε να αποφασίσετε τι είναι καλύτερο με βάση τις ανάγκες του έργου σας.
Σε αυτήν την ανάρτηση θα καλύψουμε:
Τρισδιάστατη εκτύπωση έναντι κατεργασίας CNC: Ποια είναι η διαφορά;
Πριν προχωρήσουμε στις λεπτομέρειες, είναι καλύτερο να κατανοήσουμε καλά τα βασικά. Η κύρια διαφορά μεταξύ της 3D εκτύπωσης και της CNC Machining είναι ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται το τελικό προϊόν.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια πρόσθετη διαδικασία παραγωγής. Αυτό σημαίνει ότι το τελικό προϊόν δημιουργείται από έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή που τοποθετεί διαδοχικά στρώματα υλικού στην πλάκα εργασίας μέχρι να επιτευχθεί το τελικό σχήμα του προϊόντος.
Η κατεργασία CNC, από την άλλη πλευρά, είναι μια αφαιρετική διαδικασία κατασκευής. Ξεκινάτε με ένα μπλοκ υλικού που ονομάζεται κενό και αφαιρείτε το υλικό ή αφαιρείτε το υλικό για να μείνει με το τελικό προϊόν.
Πώς να επιλέξετε αυτό που είναι καλύτερο για τις ανάγκες του έργου σας;
Κάθε μία από τις δύο τεχνικές κατασκευής έχει διακριτά πλεονεκτήματα σε συγκεκριμένα σενάρια. Ας δούμε το καθένα ξεχωριστά.
1. Το Υλικό
Όταν εργάζεστε με μέταλλα, Μηχανές CNC έχουν ένα σαφές πλεονέκτημα. Συνολικά η τρισδιάστατη εκτύπωση επικεντρώνεται περισσότερο στα πλαστικά. Υπάρχουν τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης που μπορούν να εκτυπώσουν μέταλλο, αλλά από την άποψη της δημιουργίας πρωτοτύπων, μπορεί να είναι πολύ ακριβές καθώς αυτές οι βιομηχανικές μηχανές μπορεί να κοστίζουν πάνω από 3 $.
Ένα άλλο μειονέκτημα με το μέταλλο τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι ότι το τελικό προϊόν σας δεν είναι τόσο δομικά σταθερό όσο το ίδιο εξάρτημα που κατασκευάζεται με το άλεσμα ενός συμπαγούς κενού. Μπορείτε να βελτιώσετε την αντοχή ενός 3D εκτυπωμένου μεταλλικού εξαρτήματος με θερμική επεξεργασία, η οποία μπορεί να προκαλέσει αύξηση του συνολικού κόστους στα ύψη. Όσον αφορά τα υπερκράματα και το TPU, πρέπει να ακολουθήσετε την τρισδιάστατη εκτύπωση.
2. Όγκοι παραγωγής και κόστος
Αν ψάχνετε για γρήγορα πρωτότυπα εφάπαξ ή χαμηλούς όγκους παραγωγής (χαμηλά διψήφια), τότε η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι φθηνότερη. Για μεγαλύτερους όγκους παραγωγής (υψηλά διψήφια έως μερικές εκατοντάδες), η άλεση με CNC είναι ο καλύτερος τρόπος.
Το αρχικό κόστος της κατασκευής προσθέτων είναι συνήθως χαμηλότερο από το κόστος της αφαιρετικής κατασκευής για τα μεμονωμένα πρωτότυπα. Τούτου λεχθέντος, όλα τα εξαρτήματα που δεν απαιτούν περίπλοκες γεωμετρίες μπορούν να κατασκευαστούν πιο οικονομικά χρησιμοποιώντας μηχανική κατεργασία CNC.
Εάν εξετάζετε όγκους παραγωγής άνω των 500 μονάδων, οι παραδοσιακές τεχνολογίες διαμόρφωσης, όπως η χύτευση με έγχυση, είναι πολύ πιο οικονομικές από τις προσθετικές και αφαιρετικές τεχνικές κατασκευής.
3. Πολυπλοκότητα σχεδιασμού
Και οι δύο τεχνολογίες έχουν το μερίδιό τους στους περιορισμούς, αλλά σε αυτό το πλαίσιο, η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει ένα σαφές πλεονέκτημα. Η κατεργασία CNC δεν μπορεί να χειριστεί περίπλοκες γεωμετρίες λόγω παραγόντων όπως η πρόσβαση και τα κενά στο εργαλείο, οι βάσεις εργαλείων και τα σημεία στερέωσης. Δεν μπορείτε επίσης να επεξεργαστείτε τετράγωνες γωνίες λόγω της γεωμετρίας του εργαλείου. Η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει πολύ μεγαλύτερη ευελιξία όταν πρόκειται για περίπλοκη γεωμετρία.
Μια άλλη πτυχή που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι το μέγεθος του εξαρτήματος που κάνετε πρωτότυπο. Οι μηχανές CNC είναι πιο κατάλληλες για χειρισμό μεγαλύτερων ανταλλακτικών. Όχι ότι δεν υπάρχουν τρισδιάστατοι εκτυπωτές εκεί έξω που να μην είναι αρκετά μεγάλοι, αλλά από την άποψη της δημιουργίας πρωτοτύπων, το σχετικό κόστος με έναν τεράστιο 3D εκτυπωτή τους καθιστά ανέφικτους για τη δουλειά.
4. Ακρίβεια διαστάσεων
Για εξαρτήματα που απαιτούν αυστηρές ανοχές, η κατεργασία με CNC είναι μια σαφής επιλογή. Το φρεζάρισμα CNC μπορεί να επιτύχει επίπεδα ανοχής μεταξύ ± 0.025 – 0.125 mm. Ταυτόχρονα, οι εκτυπωτές 3D έχουν γενικά ανοχή περίπου ± 0.3 mm. Εκτός από τους εκτυπωτές Direct Metal Laser Sintering (DMLS) που μπορούν να επιτύχουν ανοχή έως και ± 0.1 mm, αυτή η τεχνολογία είναι πολύ ακριβή για τη δημιουργία πρωτοτύπων.
5. Φινίρισμα επιφάνειας
Η κατεργασία με CNC είναι μια ξεκάθαρη επιλογή εάν το ανώτερο φινίρισμα επιφάνειας αποτελεί σημαντικό κριτήριο. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές μπορούν να παράγουν αρκετά καλή εφαρμογή και φινίρισμα, αλλά η κατεργασία CNC είναι ο τρόπος που πρέπει να κάνετε εάν χρειάζεστε ένα ανώτερο φινίρισμα επιφάνειας για να συνδυάζεται με άλλα εξαρτήματα υψηλότερης ακρίβειας.
Ένας απλοποιημένος οδηγός που θα σας βοηθήσει να επιλέξετε
Ακολουθεί ένας γρήγορος οδηγός που θα σας βοηθήσει να αποφασίσετε μεταξύ της τρισδιάστατης εκτύπωσης και της κατεργασίας CNC:
- Εάν εξετάζετε τη γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων, η οποία περιλαμβάνει πολύπλοκη γεωμετρία για ένα πρωτότυπο μεμονωμένο ή μια εξαιρετικά μικρή σειρά παραγωγής, τότε η τρισδιάστατη εκτύπωση θα είναι μια ιδανική επιλογή.
- Αν ψάχνετε για μια υψηλότερη σειρά παραγωγής μερικών εκατοντάδων ανταλλακτικών με σχετικά απλές γεωμετρίες, ακολουθήστε την κατεργασία CNC.
- Αν κοιτάξουμε την εργασία με μέταλλα, τότε από την άποψη του κόστους, η κατεργασία CNC έχει το πλεονέκτημα. Αυτό ισχύει ακόμη και για μικρές ποσότητες. Ωστόσο, οι γεωμετρικοί περιορισμοί εξακολουθούν να ισχύουν εδώ.
- Εάν η επαναληψιμότητα, η αυστηρή ανοχή και το τέλειο φινίρισμα επιφάνειας έχουν υψηλή προτεραιότητα, ακολουθήστε την κατεργασία CNC.
Ο Τελικός Λόγος
Η τρισδιάστατη εκτύπωση εξακολουθεί να είναι μια σχετικά νέα τεχνολογία και η μάχη της για κυριαρχία στην αγορά μόλις ξεκίνησε. Ναι, υπάρχουν ακριβά και υπερσύγχρονα μηχανήματα τρισδιάστατης εκτύπωσης που έχουν μειώσει το χάσμα σε ό,τι μπορεί να κάνει η μηχανική κατεργασία CNC, αλλά από την άποψη της δημιουργίας πρωτοτύπων, δεν μπορούν να ληφθούν υπόψη εδώ. Δεν υπάρχουν λύσεις για όλους. Η επιλογή του ενός έναντι του άλλου εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τις προδιαγραφές σχεδιασμού του έργου πρωτοτύπου.
Σχετικά με το Συντάκτης:
Πήτερ Τζέικομπς
Ο Peter Jacobs είναι Ανώτερος Διευθυντής Μάρκετινγκ στο CNC Masters. Συμμετέχει ενεργά στις διαδικασίες κατασκευής και συνεισφέρει τακτικά τις γνώσεις του σε διάφορα ιστολόγια σχετικά με τη μηχανική κατεργασία CNC, την τρισδιάστατη εκτύπωση, την ταχεία επεξεργασία εργαλείων, τη χύτευση με έγχυση, τη χύτευση μετάλλων και γενικά την κατασκευή.
Είμαι ο Joost Nusselder, ο ιδρυτής του Tools Doctor, έμπορος περιεχομένου και ο μπαμπάς. Μου αρέσει να δοκιμάζω νέο εξοπλισμό και μαζί με την ομάδα μου δημιουργώ σε βάθος άρθρα ιστολογίου από το 2016 για να βοηθήσω τους πιστούς αναγνώστες με εργαλεία και συμβουλές χειροτεχνίας.
