Prototypovanie je skvelý nápad na otestovanie vášho návrhu pred vytvorením modelu pripraveného na výrobu. 3D tlačiarne a CNC obrábanie sú uskutočniteľné možnosti, ale každá má odlišné výhody a obmedzenia na základe rôznych parametrov projektu. Ktorá možnosť je teda lepšia? Ak ste v tomto rébuse, potom je tento článok presne to, čo potrebujete. Ponoríme sa hlboko do oboch technológií a prediskutujeme mnohé kľúčové faktory, ktoré vám pomôžu rozhodnúť sa, čo je najlepšie na základe potrieb vášho projektu.
V tomto príspevku sa budeme venovať:
3D tlač vs. CNC obrábanie: Aký je rozdiel?
Skôr než prejdeme k podrobnostiam, najlepšie je dobre si osvojiť základy. Hlavným rozdielom medzi 3D tlačou a CNC obrábaním je spôsob dosiahnutia konečného produktu.
3D tlač je aditívny výrobný proces. To znamená, že konečný produkt je vytvorený 3D tlačiarňou ukladaním postupných vrstiev materiálu na pracovnú dosku, až kým sa nedosiahne konečný tvar produktu.
Na druhej strane CNC obrábanie je subtraktívny výrobný proces. Začnete s blokom materiálu nazývaným prírez a opracovaním alebo odstránením materiálu zostanete s konečným produktom.
Ako si vybrať to, čo je najlepšie pre potreby vášho projektu?
Každá z týchto dvoch výrobných techník má v špecifických scenároch odlišné výhody. Pozrime sa na každý jednotlivo.
1. Materiál
Pri práci s kovmi, CNC stroje mať jasnú výhodu. Celkovo je 3D tlač viac zameraná na plasty. Existujú technológie 3D tlače, ktoré dokážu tlačiť kov, ale z hľadiska prototypovania môžu byť veľmi drahé, pretože tieto priemyselné stroje môžu stáť viac ako 100,000 XNUMX dolárov.
Ďalšou nevýhodou kovu pre 3D tlač je, že váš konečný produkt nie je tak štrukturálne pevný ako rovnaký diel vyrobený vyfrézovaním pevného polotovaru. Pevnosť 3D tlačeného kovového dielu môžete zlepšiť tepelným spracovaním, čo môže spôsobiť prudké zvýšenie celkových nákladov. Čo sa týka superzliatin a TPU, musíte ísť s 3D tlačou.
2. Objemy výroby a náklady
Ak hľadáte rýchle jednorazové prototypy alebo nízke objemy výroby (nízke dvojciferné čísla), potom je 3D tlač lacnejšia. Pre vyššie objemy výroby (vysoké dvojciferné čísla až niekoľko stoviek) je správnou cestou CNC frézovanie.
Počiatočné náklady na aditívnu výrobu sú zvyčajne nižšie ako pri subtraktívnej výrobe jednorazových prototypov. Ako už bolo povedané, všetky diely, ktoré nevyžadujú zložité geometrie, môžu byť vyrobené lacnejšie pomocou CNC obrábania.
Ak sa pozeráte na objemy výroby nad 500 jednotiek, tradičné technológie tvarovania, ako je vstrekovanie, sú oveľa ekonomickejšie ako aditívne a subtraktívne výrobné techniky.
3. Zložitosť dizajnu
Obe technológie majú svoje obmedzenia, no v tomto kontexte má 3D tlač jasnú výhodu. CNC obrábanie nemôže zvládnuť zložité geometrie kvôli faktorom, ako sú prístup k nástroju a vôle, držiaky nástrojov a montážne body. Taktiež nemôžete obrábať štvorcové rohy kvôli geometrii nástroja. 3D tlač umožňuje oveľa väčšiu flexibilitu, pokiaľ ide o komplexnú geometriu.
Ďalším aspektom, ktorý je potrebné zvážiť, je veľkosť časti, ktorú vytvárate prototyp. CNC stroje sú vhodnejšie na spracovanie väčších dielov. Nie že by tam neboli 3D tlačiarne, ktoré by neboli dostatočne veľké, ale z hľadiska prototypovania sú náklady spojené s masívnou 3D tlačiarňou pre túto prácu nerealizovateľné.
4. Rozmerová presnosť
Pre diely, ktoré vyžadujú tesné tolerancie, je CNC obrábanie jasnou voľbou. CNC frézovanie môže dosiahnuť úrovne tolerancie medzi ± 0.025 – 0.125 mm. 3D tlačiarne majú zároveň toleranciu približne ± 0.3 mm. Okrem tlačiarní Direct Metal Laser Sintering (DMLS), ktoré dokážu dosiahnuť toleranciu až ± 0.1 mm, je táto technológia príliš drahá na prototypovanie.
5. Povrchová úprava
CNC obrábanie je jasnou voľbou, ak je dôležitým kritériom vynikajúca povrchová úprava. 3D tlačiarne môžu produkovať celkom dobré prispôsobenie a povrchovú úpravu, ale CNC obrábanie je spôsob, ako ísť, ak požadujete vynikajúcu povrchovú úpravu, ktorá sa spája s inými precíznejšími dielmi.
Zjednodušený sprievodca, ktorý vám pomôže pri výbere
Tu je rýchly sprievodca, ktorý vám pomôže rozhodnúť sa medzi 3D tlačou a CNC obrábaním:
- Ak hľadáte rýchle prototypovanie, ktoré zahŕňa komplexnú geometriu pre jednorazový prototyp alebo extrémne malú produkciu, potom bude 3D tlač ideálnou voľbou.
- Ak hľadáte vyššiu výrobnú sériu niekoľkých stoviek dielov s relatívne jednoduchou geometriou, prejdite na CNC obrábanie.
- Ak sa pozrieme na prácu s kovmi, tak z hľadiska nákladov má CNC obrábanie výhodu. To platí aj pre malé množstvá. Obmedzenia geometrie tu však stále platia.
- Ak sú vysokou prioritou opakovateľnosť, úzka tolerancia a dokonalá povrchová úprava, použite CNC obrábanie.
Konečné slovo
3D tlač je stále relatívne nová technológia a jej boj o dominanciu na trhu sa ešte len začal. Áno, existujú drahé a najmodernejšie 3D tlačové stroje, ktoré zmenšili priepasť toho, čoho je CNC obrábanie schopné, ale z pohľadu prototypovania ich tu nemožno brať do úvahy. Neexistujú žiadne univerzálne riešenia. Výber jedného z druhého závisí výlučne od špecifikácií dizajnu vášho prototypového projektu.
O Autor:
Peter Jacobs
Peter Jacobs je vrchný riaditeľ marketingu v CNC majstri. Aktívne sa zapája do výrobných procesov a pravidelne prispieva svojimi postrehmi do rôznych blogov o CNC obrábaní, 3D tlači, rýchlom obrábaní, vstrekovaní, odlievaní kovov a výrobe všeobecne.
Som Joost Nusselder, zakladateľ spoločnosti Tools Doctor, obchodník s obsahom a otec. Rád skúšam nové vybavenie a spolu s mojím tímom od roku 2016 vytváram podrobné blogové články, aby som pomohol verným čitateľom s nástrojmi a tipmi na tvorbu.
