A prototipagem é uma ótima ideia para testar seu design antes de criar um modelo pronto para produção. Impressoras 3D e usinagem CNC são opções viáveis, mas cada uma tem vantagens e limitações distintas com base em vários parâmetros do projeto. Então, qual é a melhor opção? Se você está nesse dilema, este artigo é exatamente o que você precisa. Vamos nos aprofundar em ambas as tecnologias e discutir muitos fatores-chave para ajudá-lo a decidir o que é melhor com base nas necessidades do seu projeto.
Neste artigo, vamos mostrar:
Impressão 3D versus usinagem CNC: qual é a diferença?
Antes de entrarmos nos detalhes, é melhor entender bem o básico. A principal diferença entre a impressão 3D e a usinagem CNC é como o produto final é obtido.
A impressão 3D é um processo de manufatura aditiva. Isso significa que o produto final é criado por uma impressora 3D, que deposita sucessivas camadas de material na placa de trabalho até que a forma final do produto seja alcançada.
A usinagem CNC, por outro lado, é um processo de fabricação subtrativo. Você começa com um bloco de material chamado blank e usina ou remove o material que resta com o produto final.
Como escolher o que é melhor para as necessidades do seu projeto?
Cada uma das duas técnicas de fabricação tem vantagens distintas em cenários específicos. Vejamos cada um individualmente.
1. O Material
Ao trabalhar com metais, Máquinas CNC têm uma clara vantagem. A impressão 3D geral é mais focada em plásticos. Existem tecnologias de impressão 3D que podem imprimir metal, mas do ponto de vista da prototipagem, elas podem ser muito caras, pois essas máquinas industriais podem custar mais de US$ 100,000.
Outra desvantagem da impressão 3D de metal é que seu produto final não é tão estruturalmente sólido quanto a mesma peça feita por fresagem de um bloco sólido. Você pode melhorar a resistência de uma peça de metal impressa em 3D por tratamento térmico, o que pode fazer com que o custo total dispare. Em relação às superligas e TPU, você deve optar pela impressão 3D.
2. Volumes e custos de produção
Se você estiver procurando por protótipos únicos rápidos ou baixos volumes de produção (baixos dois dígitos), a impressão 3D é mais barata. Para volumes de produção mais altos (altos dois dígitos a algumas centenas), o fresamento CNC é o caminho certo.
Os custos iniciais da manufatura aditiva são geralmente mais baixos do que a manufatura subtrativa para protótipos únicos. Dito isto, todas as peças que não requerem geometrias complexas podem ser fabricadas de forma mais econômica usando usinagem CNC.
Se você estiver olhando para volumes de produção acima de 500 unidades, as tecnologias tradicionais de conformação, como a moldagem por injeção, são muito mais econômicas do que as técnicas de manufatura aditiva e subtrativa.
3. Complexidade do projeto
Ambas as tecnologias têm suas limitações, mas, nesse contexto, a impressão 3D tem uma clara vantagem. A usinagem CNC não pode lidar com geometrias complexas devido a fatores como acesso e folgas de ferramentas, porta-ferramentas e pontos de montagem. Você também não pode usinar cantos retos devido à geometria da ferramenta. A impressão 3D permite muito mais flexibilidade quando se trata de geometria complexa.
Outro aspecto a considerar é o tamanho da peça que você está prototipando. As máquinas CNC são mais adequadas para lidar com peças maiores. Não que não existam impressoras 3D que não sejam grandes o suficiente, mas do ponto de vista da prototipagem, os custos associados a uma enorme impressora 3D as tornam inviáveis para o trabalho.
4. Precisão dimensional
Para peças que requerem tolerâncias apertadas, a usinagem CNC é uma escolha clara. O fresamento CNC pode atingir níveis de tolerância entre ± 0.025 – 0.125 mm. Ao mesmo tempo, as impressoras 3D geralmente têm uma tolerância de ± 0.3 mm. Com exceção das impressoras de sinterização direta de metal a laser (DMLS) que podem atingir tolerâncias tão baixas quanto ± 0.1 mm, essa tecnologia é muito cara para a prototipagem.
5. Acabamento de superfície
A usinagem CNC é uma escolha clara se um acabamento superficial superior for um critério significativo. As impressoras 3D podem produzir um ajuste e acabamento muito bons, mas a usinagem CNC é o caminho a seguir se você precisar de um acabamento de superfície superior para combinar com outras peças de alta precisão.
Um guia simplificado para ajudá-lo a escolher
Aqui está um guia rápido para ajudá-lo a decidir entre impressão 3D e usinagem CNC:
- Se você estiver procurando por prototipagem rápida, que envolve geometria complexa para um protótipo único ou uma produção extremamente pequena, a impressão 3D será a escolha ideal.
- Se você está olhando para uma produção maior de algumas centenas de peças com geometrias relativamente simples, escolha a usinagem CNC.
- Se olharmos para trabalhar com metais, do ponto de vista de custo, a usinagem CNC tem a vantagem. Isso vale mesmo para pequenas quantidades. No entanto, as limitações de geometria ainda se aplicam aqui.
- Se a repetibilidade, a tolerância apertada e um acabamento superficial perfeito forem altamente priorizados, opte pela usinagem CNC.
A Palavra Final
A impressão 3D ainda é uma tecnologia relativamente nova e sua batalha pelo domínio do mercado está apenas começando. Sim, existem máquinas de impressão 3D caras e de última geração que reduziram a lacuna para o que a usinagem CNC é capaz, mas do ponto de vista da prototipagem, elas não podem ser consideradas aqui. Não há uma solução única para todos. Escolher um sobre o outro depende inteiramente das especificações de design do seu projeto de prototipagem.
Sobre o autor:
peter jacobs
Peter Jacobs é o Diretor Sênior de Marketing da Mestres CNC. Ele está ativamente envolvido em processos de fabricação e contribui regularmente com seus insights para vários blogs sobre usinagem CNC, impressão 3D, ferramental rápido, moldagem por injeção, fundição de metal e manufatura em geral.
Sou Joost Nusselder, fundador da Tools Doctor, profissional de marketing de conteúdo e pai. Adoro experimentar novos equipamentos e, junto com minha equipe, crio artigos de blog aprofundados desde 2016 para ajudar os leitores fiéis com ferramentas e dicas de criação.
