Crearea de prototipuri este o idee excelentă pentru a vă testa designul înainte de a crea un model gata de producție. Imprimantele 3D și prelucrarea CNC sunt ambele opțiuni viabile, dar fiecare are avantaje și limitări distincte bazate pe diferiți parametri ai proiectului. Deci care este varianta mai buna? Dacă vă aflați în această enigma, atunci acest articol este exact ceea ce aveți nevoie. Ne vom aprofunda ambele tehnologii și vom discuta mulți factori cheie pentru a vă ajuta să decideți ce este cel mai bine în funcție de nevoile proiectului dumneavoastră.
În această postare vom acoperi:
Imprimarea 3D vs. prelucrare CNC: Care este diferența?
Înainte de a trece la detalii, cel mai bine este să înțelegeți bine elementele de bază. Diferența principală dintre imprimarea 3D și prelucrarea CNC este modul în care este realizat produsul final.
Imprimarea 3D este un proces de fabricație aditivă. Aceasta înseamnă că produsul final este creat de o imprimantă 3D care așează straturi succesive de material pe placa de lucru până când se obține forma finală a produsului.
Prelucrarea CNC, pe de altă parte, este un proces de fabricație subtractiv. Începeți cu un bloc de material numit semifabricat și îndepărtați sau îndepărtați materialul pentru a rămâne cu produsul final.
Cum să alegi ceea ce este cel mai bun pentru nevoile proiectului tău?
Fiecare dintre cele două tehnici de fabricație are avantaje distincte în scenarii specifice. Să ne uităm la fiecare în parte.
1. Materialul
Când lucrați cu metale, Mașini CNC au un avantaj clar. În general, imprimarea 3D este mai axată pe materiale plastice. Există tehnologii de imprimare 3D care pot imprima metal, dar din perspectiva prototipării, acestea pot fi foarte scumpe, deoarece acele mașini industriale pot costa mai mult de 100,000 USD.
Un alt dezavantaj al metalului de imprimare 3D este că produsul final nu este la fel de solid din punct de vedere structural ca aceeași piesă realizată prin frezarea unui semifabricat solid. Puteți îmbunătăți rezistența unei piese metalice imprimate 3D prin tratare termică, ceea ce poate duce la creșterea vertiginoasă a costului total. În ceea ce privește superaliajele și TPU, trebuie să mergi cu imprimarea 3D.
2. Volume de producție și cost
Dacă te uiți la prototipuri unice rapide sau la volume reduse de producție (cifre duble mici), atunci imprimarea 3D este mai ieftină. Pentru volume de producție mai mari (duble cifre mari până la câteva sute), frezarea CNC este calea de urmat.
Costurile inițiale ale producției aditive sunt de obicei mai mici decât cele ale producției subtractive pentru prototipuri unice. Acestea fiind spuse, toate piesele care nu necesită geometrii complexe pot fi fabricate mai rentabil folosind prelucrarea CNC.
Dacă te uiți la volume de producție de peste 500 de unități, tehnologiile tradiționale de formare, cum ar fi turnarea prin injectare, sunt mult mai economice decât tehnicile de fabricație aditivă și subtractivă.
3. Complexitatea designului
Ambele tehnologii au limita lor, dar în acest context, imprimarea 3D are un avantaj clar. Prelucrarea CNC nu poate gestiona geometriile complexe din cauza unor factori precum accesul la scule și degajările, suporturile de scule și punctele de montare. De asemenea, nu puteți prelucra colțuri pătrate din cauza geometriei sculei. Imprimarea 3D permite mult mai multă flexibilitate atunci când vine vorba de geometrie complexă.
Un alt aspect de luat în considerare este dimensiunea piesei pe care o prototipezi. Mașinile CNC sunt mai potrivite pentru a manipula piese mai mari. Nu că nu există imprimante 3D care să nu fie suficient de mari, dar din perspectiva prototipării, costurile asociate cu o imprimantă 3D masivă le fac imposibile pentru acest lucru.
4. Precizie dimensională
Pentru piesele care necesită toleranțe strânse, prelucrarea CNC este o alegere clară. Frezarea CNC poate atinge niveluri de toleranță între ± 0.025 – 0.125 mm. În același timp, imprimantele 3D au în general o toleranță de aproximativ ± 0.3 mm. Cu excepția imprimantelor Direct Metal Laser Sintering (DMLS) care pot atinge o toleranță de până la ± 0.1 mm, această tehnologie este mult prea costisitoare pentru prototipare.
5. Finisarea suprafeței
Prelucrarea CNC este o alegere clară dacă un finisaj superior al suprafeței este un criteriu semnificativ. Imprimantele 3D pot produce o potrivire și o finisare destul de bune, dar prelucrarea CNC este calea de urmat dacă aveți nevoie de un finisaj superior al suprafeței pentru a se împerechea cu alte piese de mai mare precizie.
Un ghid simplificat pentru a vă ajuta să alegeți
Iată un ghid rapid pentru a vă ajuta să decideți între imprimarea 3D și prelucrarea CNC:
- Dacă te uiți la prototiparea rapidă, care implică geometrie complexă pentru un prototip unic sau o serie de producție extrem de mică, atunci imprimarea 3D va fi o alegere ideală.
- Dacă vă uitați la o serie de producție mai mare de câteva sute de piese cu geometrii relativ simple, alegeți prelucrarea CNC.
- Dacă ne uităm la lucrul cu metale, atunci din perspectiva costurilor, prelucrarea CNC are avantajul. Acest lucru este valabil chiar și pentru cantități mici. Cu toate acestea, limitările de geometrie încă se aplică aici.
- Dacă repetabilitate, toleranță strânsă și finisare perfectă a suprafeței sunt prioritare, alegeți prelucrarea CNC.
Cuvântul final
Imprimarea 3D este încă o tehnologie relativ nouă, iar lupta sa pentru dominația pe piață abia a început. Da, există mașini de imprimare 3D scumpe și de ultimă generație care au redus decalajul față de ceea ce este capabilă prelucrarea CNC, dar din perspectiva prototipării, acestea nu pot fi luate în considerare aici. Nu există o soluție unică pentru toate. Alegerea unuia față de celălalt depinde în întregime de specificațiile de proiectare ale proiectului dvs. de prototip.
Despre autor:
Peter Jacobs
Peter Jacobs este directorul senior de marketing la CNC Masters. El este implicat activ în procesele de producție și contribuie în mod regulat cu cunoștințele sale la diverse bloguri despre prelucrarea CNC, imprimarea 3D, sculele rapide, turnarea prin injecție, turnarea metalelor și producția în general.
Sunt Joost Nusselder, fondatorul Tools Doctor, marketer de conținut și tată. Îmi place să încerc echipamente noi și, împreună cu echipa mea, am creat articole de blog aprofundate din 2016 pentru a ajuta cititorii fideli cu instrumente și sfaturi de creație.
