A creación de prototipos é unha boa idea para probar o teu deseño antes de crear un modelo listo para a produción. As impresoras 3D e o mecanizado CNC son opcións viables, pero cada unha ten vantaxes e limitacións distintas en función de varios parámetros do proxecto. Entón, cal é a mellor opción? Se estás neste enigma, este artigo é o que necesitas. Afondaremos en ambas tecnoloxías e discutiremos moitos factores clave para axudarche a decidir cal é o mellor en función das necesidades do teu proxecto.
Neste post trataremos:
Impresión 3D vs mecanizado CNC: cal é a diferenza?
Antes de entrar nos detalles específicos, é mellor coñecer os conceptos básicos. A principal diferenza entre a impresión 3D e o mecanizado CNC é como se consegue o produto final.
A impresión 3D é un proceso de fabricación aditiva. Isto significa que o produto final é creado mediante unha impresora 3D que deposita capas sucesivas de material na placa de traballo ata que se consegue a forma final do produto.
O mecanizado CNC, por outra banda, é un proceso de fabricación subtractivo. Comeza cun bloque de material chamado branco e elimina a máquina ou elimina o material para quedar co produto final.
Como elixir o que é mellor para as necesidades do teu proxecto?
Cada unha das dúas técnicas de fabricación ten vantaxes distintas en escenarios específicos. Vexamos cada un individualmente.
1. O Material
Cando se traballa con metais, Máquinas CNC ter unha clara vantaxe. En xeral, a impresión 3D está máis centrada nos plásticos. Hai tecnoloxías de impresión 3D que poden imprimir metal, pero desde a perspectiva da creación de prototipos, poden ser moi caras xa que esas máquinas industriais poden custar máis de 100,000 dólares.
Outra desvantaxe da impresión en 3D de metal é que o seu produto final non é tan estruturalmente sólido como a mesma peza feita fresando un branco sólido. Pode mellorar a resistencia dunha peza metálica impresa en 3D mediante o tratamento térmico, o que pode provocar que o custo global se dispare. En canto ás superaliaxes e TPU, hai que ir coa impresión 3D.
2. Volumes de produción e custo
Se estás mirando prototipos rápidos únicos ou volumes de produción baixos (baixos dous díxitos), entón a impresión 3D é máis barata. Para volumes de produción máis altos (dobres díxitos altos ata algúns centos), o fresado CNC é o camiño a seguir.
Os custos iniciais da fabricación aditiva adoitan ser inferiores aos da fabricación substractiva para prototipos puntuais. Dito isto, todas as pezas que non requiren xeometrías complexas pódense fabricar de forma máis rendible mediante mecanizado CNC.
Se buscas volumes de produción superiores a 500 unidades, as tecnoloxías tradicionais de conformación como o moldeado por inxección son moito máis económicas que as técnicas de fabricación aditiva e substractiva.
3. Complexidade do deseño
Ambas tecnoloxías teñen a súa parte de limitacións, pero neste contexto, a impresión 3D ten unha clara vantaxe. O mecanizado CNC non pode manexar xeometrías complexas debido a factores como o acceso ás ferramentas e os espazos libres, os soportes de ferramentas e os puntos de montaxe. Tampouco pode mecanizar cantos cadrados debido á xeometría da ferramenta. A impresión 3D permite moita máis flexibilidade cando se trata de xeometría complexa.
Outro aspecto a ter en conta é o tamaño da peza que está a crear o prototipo. As máquinas CNC son máis adecuadas para manexar pezas máis grandes. Non é que non haxa impresoras 3D que non sexan o suficientemente grandes, pero desde a perspectiva da creación de prototipos, os custos asociados cunha impresora 3D masiva fan que sexan inviables para o traballo.
4 Precisión dimensional
Para pezas que requiren tolerancias estreitas, o mecanizado CNC é unha opción clara. O fresado CNC pode acadar niveis de tolerancia entre ± 0.025 – 0.125 mm. Ao mesmo tempo, as impresoras 3D teñen xeralmente unha tolerancia de ± 0.3 mm. Excepto para as impresoras de sinterización láser de metal directo (DMLS) que poden acadar unha tolerancia tan baixa como ± 0.1 mm, esta tecnoloxía é demasiado cara para a creación de prototipos.
5. Acabado superficial
O mecanizado CNC é unha opción clara se un acabado superficial superior é un criterio significativo. As impresoras 3D poden producir un axuste e un acabado bastante bos, pero o mecanizado CNC é o camiño a seguir se necesitas un acabado de superficie superior para combinar con outras pezas de maior precisión.
Unha guía simplificada para axudarche a escoller
Aquí tes unha guía rápida para axudarche a decidir entre a impresión 3D e o mecanizado CNC:
- Se estás mirando a creación de prototipos rápidos, que implica xeometría complexa para un prototipo único ou unha produción extremadamente pequena, entón a impresión 3D será a opción ideal.
- Se estás a buscar unha produción máis alta duns centos de pezas con xeometrías relativamente sinxelas, vai co mecanizado CNC.
- Se miramos o traballo con metais, desde a perspectiva dos custos, o mecanizado CNC ten a vantaxe. Isto vale mesmo para cantidades baixas. Non obstante, as limitacións xeométricas aínda se aplican aquí.
- Se a repetibilidade, a tolerancia estreita e un acabado superficial perfecto son moi prioritarios, vaia co mecanizado CNC.
A Palabra Final
A impresión 3D aínda é unha tecnoloxía relativamente nova e a súa batalla polo dominio do mercado non fixo máis que comezar. Si, hai máquinas de impresión 3D caras e de última xeración que reduciron a diferenza do que é capaz o mecanizado CNC, pero desde a perspectiva da creación de prototipos, non se poden considerar aquí. Non hai unha solución única para todos. Elixir un sobre o outro depende enteiramente das especificacións de deseño do teu proxecto de prototipado.
Sobre o autor:
Peter Jacobs
Peter Jacobs é o director sénior de mercadotecnia en Mestres CNC. Participa activamente nos procesos de fabricación e contribúe regularmente cos seus coñecementos a varios blogs sobre mecanizado CNC, impresión 3D, ferramentas rápidas, moldaxe por inxección, fundición de metal e fabricación en xeral.
Son Joost Nusselder, o fundador de Tools Doctor, comerciante de contidos e pai. Encántame probar equipos novos e, xunto co meu equipo, estou creando artigos de blog en profundidade desde 2016 para axudar aos lectores fieis con ferramentas e consellos de elaboración.
