Prototyping is een geweldig idee om uw ontwerp te testen voordat u een productieklaar model maakt. 3D-printers en CNC-bewerking zijn beide haalbare opties, maar elk heeft verschillende voordelen en beperkingen op basis van verschillende projectparameters. Dus wat is de betere optie? Als je in dit raadsel zit, dan is dit artikel precies wat je nodig hebt. We zullen diep in beide technologieën duiken en veel belangrijke factoren bespreken om u te helpen beslissen wat het beste is op basis van uw projectbehoeften.
In dit bericht behandelen we:
3D-printen versus CNC-bewerking: wat is het verschil?
Voordat we ingaan op de details, is het het beste om de basis goed onder de knie te krijgen. Het belangrijkste verschil tussen 3D-printen en CNC-bewerkingen is hoe het eindproduct wordt bereikt.
3D-printen is een additive manufacturing-proces. Dit betekent dat het eindproduct wordt gemaakt door een 3D-printer die opeenvolgende lagen materiaal op de werkplaat legt totdat de uiteindelijke vorm van het product is bereikt.
CNC-bewerking daarentegen is een subtractief productieproces. U begint met een blok materiaal dat een blanco wordt genoemd en machinaal weg of verwijdert materiaal om over te blijven met het eindproduct.
Hoe kiest u wat het beste is voor uw projectbehoeften?
Elk van de twee productietechnieken heeft duidelijke voordelen in specifieke scenario's. Laten we ze allemaal afzonderlijk bekijken.
1. Het materiaal
Bij het werken met metalen CNC Machines een duidelijk voordeel hebben. Over het algemeen is 3D-printen meer gericht op kunststoffen. Er zijn 3D-printtechnologieën die metaal kunnen printen, maar vanuit het perspectief van prototyping kunnen ze erg duur zijn, aangezien die industriële machines meer dan $ 100,000 kunnen kosten.
Een ander nadeel van 3D-metaalprinten is dat uw eindproduct niet zo structureel gezond is als hetzelfde onderdeel dat is gemaakt door een massief stuk uit te frezen. U kunt de sterkte van een 3D-geprint metalen onderdeel verbeteren door warmtebehandeling, waardoor de totale kosten omhoog kunnen schieten. Wat superlegeringen en TPU betreft, moet je het doen met 3D-printen.
2. Productievolumes en kosten
Kijk je naar snelle eenmalige prototypes of lage productievolumes (low double digits), dan is 3D printen goedkoper. Voor hogere productievolumes (hoge dubbele cijfers tot enkele honderden) is CNC frezen de juiste keuze.
De kosten vooraf van additieve fabricage zijn meestal lager dan subtractieve fabricage voor eenmalige prototypen. Dat gezegd hebbende, kunnen alle onderdelen die geen complexe geometrieën vereisen, kosteneffectiever worden vervaardigd met behulp van CNC-bewerking.
Als u kijkt naar productievolumes van meer dan 500 eenheden, zijn traditionele vormtechnologieën zoals spuitgieten veel zuiniger dan additieve en subtractieve productietechnieken.
3. Ontwerpcomplexiteit
Beide technologieën hebben hun beperkingen, maar in deze context heeft 3D-printen een duidelijk voordeel. CNC-bewerkingen kunnen geen complexe geometrieën aan vanwege factoren zoals toegang en spelingen van gereedschappen, gereedschapshouders en bevestigingspunten. U kunt ook geen rechte hoeken bewerken vanwege de gereedschapsgeometrie. 3D-printen biedt veel meer flexibiliteit als het gaat om complexe geometrie.
Een ander aspect waarmee u rekening moet houden, is de grootte van het onderdeel waarvan u een prototype maakt. CNC-machines zijn beter geschikt om grotere onderdelen te verwerken. Niet dat er geen 3D-printers zijn die niet groot genoeg zijn, maar vanuit een prototyping-perspectief maken de bijbehorende kosten met een enorme 3D-printer ze onhaalbaar voor de klus.
4. Maatnauwkeurigheid
Voor onderdelen die nauwe toleranties vereisen, is CNC-bewerking een duidelijke keuze. CNC-frezen kan tolerantieniveaus tussen ± 0.025 – 0.125 mm bereiken. Tegelijkertijd hebben 3D-printers over het algemeen een tolerantie van ± 0.3 mm. Afgezien van Direct Metal Laser Sintering (DMLS) printers die een tolerantie van slechts ± 0.1 mm kunnen bereiken, is deze technologie veel te duur voor prototyping.
5. Oppervlakteafwerking
CNC-bewerking is een duidelijke keuze als een superieure oppervlakteafwerking een belangrijk criterium is. 3D-printers kunnen een redelijk goede pasvorm en afwerking produceren, maar CNC-bewerking is de juiste keuze als u een superieure oppervlakteafwerking nodig heeft om te passen bij andere onderdelen met een hogere precisie.
Een vereenvoudigde gids om u te helpen kiezen
Hier is een korte handleiding om u te helpen kiezen tussen 3D-printen en CNC-bewerking:
- Als u kijkt naar rapid prototyping, waarbij complexe geometrie betrokken is voor een eenmalig prototype of een extreem kleine productierun, dan is 3D-printen een ideale keuze.
- Als u kijkt naar een hogere productie van een paar honderd onderdelen met relatief eenvoudige geometrieën, kies dan voor CNC-bewerking.
- Kijken we naar het werken met metalen, dan heeft cnc-bewerking vanuit kostenoogpunt het voordeel. Dit geldt zelfs voor kleine hoeveelheden. Geometriebeperkingen zijn hier echter nog steeds van toepassing.
- Als herhaalbaarheid, nauwe toleranties en een perfecte oppervlakteafwerking hoge prioriteit hebben, kies dan voor CNC-bewerking.
Het laatste woord
3D-printen is nog een relatief nieuwe technologie en de strijd om marktdominantie is nog maar net begonnen. Ja, er zijn dure en ultramoderne 3D-printmachines die de kloof hebben verkleind naar wat CNC-bewerkingen kunnen, maar vanuit het perspectief van prototyping kunnen ze hier niet worden overwogen. Er is geen one-size-fits-all oplossing. Het kiezen van de ene boven de andere hangt volledig af van de ontwerpspecificaties van uw prototypingproject.
Over de auteur:
Pieter Jacobs
Peter Jacobs is de senior marketingdirecteur bij CNC-meesters. Hij is actief betrokken bij productieprocessen en draagt regelmatig zijn inzichten bij aan verschillende blogs over CNC-bewerking, 3D-printen, rapid tooling, spuitgieten, metaalgieten en fabricage in het algemeen.
Ik ben Joost Nusselder, de oprichter van Tools Doctor, contentmarketeer en papa. Ik ben dol op het uitproberen van nieuwe apparatuur en samen met mijn team maak ik sinds 2016 diepgaande blogartikelen om trouwe lezers te helpen met tools en knutseltips.