A prototípuskészítés nagyszerű ötlet a terv tesztelésére, mielőtt gyártásra kész modellt készítene. A 3D nyomtatók és a CNC megmunkálás egyaránt életképes megoldás, de mindegyiknek külön előnyei és korlátai vannak a különböző projektparaméterek alapján. Tehát melyik a jobb választás? Ha ebben a rejtélyben van, akkor ez a cikk az, amire szüksége van. Mindkét technológiát alaposan megvizsgáljuk, és számos kulcsfontosságú tényezőt megvitatunk, hogy segítsen eldönteni, melyik a legjobb a projekt igényei alapján.
Ebben a bejegyzésben kitérünk:
3D nyomtatás vs. CNC megmunkálás: mi a különbség?
Mielőtt belevágnánk a részletekbe, az a legjobb, ha alaposan megismerkedünk az alapokkal. Az elsődleges különbség a 3D nyomtatás és a CNC megmunkálás között a végtermék elkészítésének módja.
A 3D nyomtatás egy additív gyártási folyamat. Ez azt jelenti, hogy a végterméket egy 3D nyomtató hozza létre, amely egymás után rétegeket helyez a munkalapra, amíg el nem éri a termék végső formáját.
A CNC megmunkálás viszont kivonó gyártási folyamat. Kezdje egy anyagtömbbel, amelyet üresnek neveznek, és megmunkálja vagy eltávolítja az anyagot, amely a végtermékben marad.
Hogyan válasszuk ki a projekt igényeinek leginkább megfelelőt?
A két gyártási technológia mindegyikének külön előnyei vannak bizonyos forgatókönyvekben. Nézzük meg mindegyiket külön-külön.
1. Az anyag
Amikor fémekkel dolgozik, CNC gépek egyértelmű előnyük van. Összességében a 3D nyomtatás inkább a műanyagokra koncentrál. Vannak olyan 3D nyomtatási technológiák, amelyek fémnyomtatásra alkalmasak, de a prototípuskészítés szempontjából ezek nagyon drágák lehetnek, mivel ezek az ipari gépek akár 100,000 XNUMX dollárba is kerülhetnek.
A fém 3D-nyomtatásának másik hátránya, hogy a végtermék szerkezetileg nem olyan szilárd, mint ugyanaz az alkatrész, amelyet egy tömör nyersdarab kimarásával készítettek. A 3D-nyomtatott fémalkatrészek szilárdságát hőkezeléssel javíthatja, ami a teljes költség ugrásszerű növekedését okozhatja. Ami a szuperötvözeteket és a TPU-t illeti, a 3D nyomtatás mellett kell mennie.
2. Gyártási mennyiségek és költség
Ha gyors egyszeri prototípusokat vagy alacsony gyártási mennyiséget (alacsony kétszámjegyű) keres, akkor a 3D nyomtatás olcsóbb. Nagyobb gyártási mennyiségek (magas kétszámjegyű, néhány százig terjedő szám) esetén a CNC marás a megfelelő út.
Az additív gyártás kezdeti költségei általában alacsonyabbak, mint az egyszeri prototípusok kivonó gyártási költségei. Ennek ellenére minden olyan alkatrész, amely nem igényel bonyolult geometriát, költséghatékonyabban gyártható CNC megmunkálással.
Ha 500 darab feletti gyártási mennyiséget néz, a hagyományos alakítási technológiák, mint például a fröccsöntés, sokkal gazdaságosabbak, mint az additív és kivonó gyártási technikák.
3. Tervezési komplexitás
Mindkét technológiának megvannak a maga korlátai, de ebben az összefüggésben a 3D nyomtatásnak egyértelmű előnye van. A CNC megmunkálás nem képes bonyolult geometriákat kezelni olyan tényezők miatt, mint a szerszámhoz való hozzáférés és a hézagok, a szerszámtartók és a rögzítési pontok. A szerszám geometriája miatt nem lehet négyszögletes sarkokat megmunkálni. A 3D nyomtatás sokkal nagyobb rugalmasságot tesz lehetővé, ha összetett geometriáról van szó.
Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni, az alkatrész mérete, amelyet prototípusként készít. A CNC gépek alkalmasabbak nagyobb alkatrészek kezelésére. Nem mintha nem léteznének olyan 3D nyomtatók, amelyek nem elég nagyok, de prototípuskészítés szempontjából egy hatalmas 3D nyomtatóval kapcsolatos költségek megvalósíthatatlanok a munkájuk során.
4. Méretpontosság
A szűk tűrést igénylő alkatrészeknél a CNC megmunkálás egyértelmű választás. A CNC marással ± 0.025 – 0.125 mm közötti tűrésszint érhető el. Ugyanakkor a 3D nyomtatók tűrése általában ± 0.3 mm körüli. A közvetlen fémlézeres szinterezésű (DMLS) nyomtatók kivételével, amelyek akár ± 0.1 mm-es tűréshatárt is elérhetnek, ez a technológia túl drága a prototípuskészítéshez.
5. Felületkezelés
A CNC megmunkálás egyértelmű választás, ha a kiváló felületkezelés fontos kritérium. A 3D nyomtatók elég jó illeszkedést és felületet produkálnak, de a CNC megmunkálás a megfelelő út, ha kiváló felületkezelésre van szüksége más nagyobb pontosságú alkatrészekkel való párosításhoz.
Egyszerűsített útmutató a választáshoz
Íme egy gyors útmutató, amely segít dönteni a 3D nyomtatás és a CNC megmunkálás között:
- Ha gyors prototípuskészítést keres, amely összetett geometriát foglal magában egy egyedi prototípushoz vagy egy rendkívül kis gyártási sorozathoz, akkor a 3D nyomtatás ideális választás lesz.
- Ha nagyobb, néhány száz alkatrészből álló, viszonylag egyszerű geometriájú gyártási sorozatot szeretne, válassza a CNC megmunkálást.
- Ha a fémekkel való megmunkálást nézzük, akkor költségszempontból a CNC megmunkálásnak van előnye. Ez még kis mennyiségekre is érvényes. A geometriai korlátozások azonban itt is érvényesek.
- Ha az ismételhetőség, a szűk tűrés és a tökéletes felületkezelés kiemelten fontos, akkor válassza a CNC megmunkálást.
A végső szó
A 3D nyomtatás még viszonylag új technológia, és a piaci dominanciáért folytatott harca még csak most kezdődött. Igen, vannak drága és korszerű 3D nyomtatógépek, amelyek csökkentették a különbséget a CNC megmunkálás képességeihez képest, de a prototípuskészítés szempontjából ezek itt nem jöhetnek szóba. Nincsenek mindenkire érvényes megoldások. Az egyik választás a másikkal szemben teljes mértékben a prototípus-projekt tervezési specifikációitól függ.
A szerzőről:
Peter Jacobs
Peter Jacobs a marketingért felelős vezető igazgató CNC mesterek. Aktívan részt vesz a gyártási folyamatokban, és rendszeresen publikálja meglátásait különböző blogokban a CNC megmunkálásról, 3D nyomtatásról, gyorsszerszámozásról, fröccsöntésről, fémöntésről és általában a gyártásról.
Joost Nusselder vagyok, a Tools Doctor alapítója, tartalommarketinges és apa. Szeretek új felszereléseket kipróbálni, és csapatommal 2016 óta készítek mélyreható blogcikkeket, hogy eszközökkel és alkotási tippekkel segítsem a hűséges olvasókat.
