Izdelava prototipov je odlična ideja za testiranje vaše zasnove, preden ustvarite model, pripravljen za proizvodnjo. 3D-tiskalniki in CNC obdelava sta izvedljivi možnosti, vendar ima vsak svoje prednosti in omejitve glede na različne parametre projekta. Katera je torej boljša možnost? Če ste v tej uganki, potem je ta članek ravno tisto, kar potrebujete. Poglobili se bomo v obe tehnologiji in razpravljali o številnih ključnih dejavnikih, ki vam bodo pomagali pri odločitvi, kaj je najboljše glede na potrebe vašega projekta.
V tem prispevku bomo obravnavali:
3D tiskanje v primerjavi s CNC obdelavo: Kakšna je razlika?
Preden preidemo na podrobnosti, je najbolje, da se dobro seznanimo z osnovami. Glavna razlika med 3D tiskanjem in CNC obdelavo je v tem, kako se doseže končni izdelek.
3D tiskanje je aditivni proizvodni proces. To pomeni, da končni izdelek ustvari 3D-tiskalnik, ki polaga zaporedne plasti materiala na delovno ploščo, dokler ni dosežena končna oblika izdelka.
Po drugi strani pa je CNC obdelava subtraktiven proizvodni proces. Začnete z blokom materiala, ki se imenuje prazen material, in strojno odstranite ali odstranite material, da ostane s končnim izdelkom.
Kako izbrati tisto, kar je najboljše za potrebe vašega projekta?
Vsaka od obeh proizvodnih tehnik ima različne prednosti v določenih scenarijih. Poglejmo vsakega posebej.
1. Material
Pri delu s kovinami, CNC stroji imajo jasno prednost. Na splošno je 3D tiskanje bolj osredotočeno na plastiko. Obstajajo tehnologije 3D tiskanja, ki lahko tiskajo kovino, vendar so z vidika izdelave prototipov lahko zelo drage, saj lahko ti industrijski stroji stanejo več kot 100,000 $.
Druga slaba stran kovine za 3D-tiskanje je, da vaš končni izdelek ni tako strukturno zdrav kot isti del, izdelan z rezkanjem trdnega surovca. Trdnost 3D-natisnjenega kovinskega dela lahko izboljšate s toplotno obdelavo, kar lahko povzroči skokovito povečanje skupnih stroškov. Kar zadeva superzlitine in TPU, se morate odločiti za 3D-tiskanje.
2. Obseg proizvodnje in stroški
Če iščete hitre enkratne prototipe ali majhne količine proizvodnje (majhne dvomestne številke), potem je 3D-tiskanje cenejše. Za večje količine proizvodnje (visoke dvomestne številke do nekaj sto) je prava izbira CNC rezkanje.
Začetni stroški aditivne proizvodnje so običajno nižji od subtraktivne proizvodnje za enkratne prototipe. Kot rečeno, je mogoče vse dele, ki ne zahtevajo zapletenih geometrij, izdelati stroškovno učinkoviteje z uporabo CNC obdelave.
Če gledate obseg proizvodnje nad 500 enot, so tradicionalne tehnologije oblikovanja, kot je brizganje, veliko bolj ekonomične kot aditivne in subtraktivne proizvodne tehnike.
3. Kompleksnost oblikovanja
Obe tehnologiji imata svoje omejitve, vendar ima v tem kontekstu 3D-tiskanje očitno prednost. CNC obdelava ne more obdelati zapletenih geometrij zaradi dejavnikov, kot so dostop do orodja in razmiki, držala orodja in pritrdilne točke. Zaradi geometrije orodja prav tako ne morete obdelati kvadratnih vogalov. 3D-tiskanje omogoča veliko večjo prilagodljivost, ko gre za kompleksno geometrijo.
Drug vidik, ki ga morate upoštevati, je velikost dela, ki ga izdelujete kot prototip. CNC stroji so bolj primerni za obdelavo večjih delov. Ne, da ni 3D-tiskalnikov, ki niso dovolj veliki, toda z vidika izdelave prototipov so zaradi stroškov, povezanih z ogromnim 3D-tiskalnikom, neizvedljivi za delo.
4. Dimenzijska natančnost
Za dele, ki zahtevajo ozke tolerance, je CNC obdelava jasna izbira. CNC rezkanje lahko doseže ravni tolerance med ± 0.025 – 0.125 mm. Hkrati imajo 3D tiskalniki na splošno okoli ± 0.3 mm tolerance. Razen tiskalnikov z neposrednim laserskim sintranjem kovin (DMLS), ki lahko dosežejo toleranco do ± 0.1 mm, je ta tehnologija predraga za izdelavo prototipov.
5. Površinska obdelava
CNC obdelava je jasna izbira, če je vrhunska površinska obdelava pomemben kriterij. 3D-tiskalniki lahko ustvarijo precej dobro prileganje in končno obdelavo, vendar je CNC obdelava prava pot, če potrebujete vrhunsko končno obdelavo površine, da se poveže z drugimi bolj natančnimi deli.
Poenostavljen vodnik za pomoč pri izbiri
Tukaj je kratek vodnik, ki vam bo pomagal pri odločitvi med 3D tiskanjem in CNC obdelavo:
- Če iščete hitro izdelavo prototipov, ki vključuje kompleksno geometrijo za enkratni prototip ali izjemno majhno proizvodno serijo, potem bo 3D-tiskanje idealna izbira.
- Če iščete višjo proizvodnjo nekaj sto delov z relativno preprostimi geometrijami, izberite CNC obdelavo.
- Če pogledamo delo s kovinami, potem ima s stroškovnega vidika prednost CNC obdelava. To velja tudi za majhne količine. Vendar tu še vedno veljajo geometrijske omejitve.
- Če imate visoko prednost ponovljivost, stroga toleranca in popolna površinska obdelava, izberite CNC obdelavo.
Zadnja beseda
3D-tiskanje je še relativno nova tehnologija in njena bitka za prevlado na trgu se je šele začela. Da, obstajajo dragi in najsodobnejši stroji za 3D-tiskanje, ki so zmanjšali vrzel do tega, kar je zmožna CNC obdelava, vendar z vidika izdelave prototipov tukaj ne moremo upoštevati. Ni rešitve, ki bi ustrezala vsem. Izbira enega pred drugim je v celoti odvisna od projektnih specifikacij vašega prototipnega projekta.
O Avtor:
Peter Jacobs
Peter Jacobs je višji direktor marketinga pri CNC mojstri. Aktivno je vključen v proizvodne procese in redno prispeva svoje vpoglede v različne bloge o CNC obdelavi, 3D tiskanju, hitrem orodju, brizganju, litju kovin in proizvodnji na splošno.
Sem Joost Nusselder, ustanovitelj Tools Doctor, tržnik vsebine in oče. Rad preizkušam novo opremo in skupaj s svojo ekipo že od leta 2016 ustvarjam poglobljene članke na blogu, da zvestim bralcem pomagam z orodji in nasveti za izdelavo.
