Prototyping är en utmärkt idé att testa din design innan du skapar en produktionsklar modell. 3D-skrivare och CNC-bearbetning är båda genomförbara alternativ, men var och en har distinkta fördelar och begränsningar baserat på olika projektparametrar. Så vilket är det bättre alternativet? Om du är i denna gåta, då är den här artikeln precis vad du behöver. Vi kommer att dyka djupt in i båda teknologierna och diskutera många nyckelfaktorer för att hjälpa dig att bestämma vad som är bäst baserat på dina projektbehov.
I det här inlägget kommer vi att täcka:
3D-utskrift vs. CNC-bearbetning: Vad är skillnaden?
Innan vi går in i detaljerna är det bäst att få ett bra grepp om grunderna. Den primära skillnaden mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning är hur slutprodukten uppnås.
3D-utskrift är en additiv tillverkningsprocess. Det innebär att slutprodukten skapas genom att en 3D-skrivare lägger ner successiva lager av material på arbetsplattan tills produktens slutliga form uppnås.
CNC-bearbetning, å andra sidan, är en subtraktiv tillverkningsprocess. Du börjar med ett materialblock som kallas ett ämne och maskinar bort eller tar bort material som ska lämnas med den slutliga produkten.
Hur väljer du det som är bäst för dina projektbehov?
Var och en av de två tillverkningsteknikerna har distinkta fördelar i specifika scenarier. Låt oss titta på var och en individuellt.
1. Materialet
När man arbetar med metaller, CNC-maskiner har en klar fördel. Överlag är 3D-utskrift mer fokuserad på plast. Det finns 3D-utskriftstekniker som kan skriva ut metall, men ur prototypperspektivet kan de vara mycket dyra eftersom dessa industriella maskiner kan kosta uppemot $100,000 XNUMX.
En annan nackdel med 3D-utskrift av metall är att din slutprodukt inte är lika strukturellt sund som samma del gjord genom att fräsa ut ett fast ämne. Du kan förbättra styrkan hos en 3D-printad metalldel genom värmebehandling, vilket kan få den totala kostnaden att skjuta i höjden. När det gäller superlegeringar och TPU måste du gå med 3D-utskrift.
2. Produktionsvolymer och kostnad
Om du tittar på snabba engångsprototyper eller låga produktionsvolymer (låga tvåsiffriga siffror) så är 3D-utskrift billigare. För högre produktionsvolymer (höga tvåsiffriga till några hundra) är CNC-fräsning rätt väg att gå.
Förskottskostnaderna för additiv tillverkning är vanligtvis lägre än subtraktiv tillverkning för engångsprototyper. Med detta sagt kan alla delar som inte kräver komplexa geometrier tillverkas mer kostnadseffektivt med CNC-bearbetning.
Om du tittar på produktionsvolymer över 500 enheter, är traditionell formningsteknik som formsprutning mycket mer ekonomisk än additiv och subtraktiv tillverkningsteknik.
3. Designkomplexitet
Båda teknikerna har sin del av begränsningar, men i sammanhanget har 3D-printing en klar fördel. CNC-bearbetning kan inte hantera komplexa geometrier på grund av faktorer som verktygsåtkomst och spelrum, verktygshållare och monteringspunkter. Du kan inte heller bearbeta fyrkantiga hörn på grund av verktygsgeometrin. 3D-utskrift ger mycket mer flexibilitet när det kommer till komplex geometri.
En annan aspekt att tänka på är storleken på den del du prototypar. CNC-maskiner är bättre lämpade för att hantera större delar. Inte för att det inte finns 3D-skrivare där ute som inte är tillräckligt stora, men ur ett prototypperspektiv gör de associerade kostnaderna med en massiv 3D-skrivare dem omöjliga för jobbet.
4. Måttnoggrannhet
För delar som kräver snäva toleranser är CNC-bearbetning ett självklart val. CNC-fräsning kan uppnå toleransnivåer mellan ± 0.025 – 0.125 mm. Samtidigt har 3D-skrivare i allmänhet cirka ± 0.3 mm tolerans. Förutom för Direct Metal Laser Sintering (DMLS) skrivare som kan uppnå toleranser så låga som ± 0.1 mm, är denna teknik alldeles för dyr för prototypframställning.
5. Ytfinish
CNC-bearbetning är ett självklart val om en överlägsen ytfinish är ett viktigt kriterium. 3D-skrivare kan ge en ganska bra passform och finish, men CNC-bearbetning är rätt väg att gå om du behöver en överlägsen ytfinish för att passa ihop med andra delar med högre precision.
En förenklad guide som hjälper dig att välja
Här är en snabbguide som hjälper dig att välja mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning:
- Om du tittar på snabb prototyping, som involverar komplex geometri för en engångsprototyp eller en extremt liten produktionsserie, så kommer 3D-utskrift att vara ett idealiskt val.
- Om du tittar på en högre produktion av några hundra delar med relativt enkla geometrier, gå med CNC-bearbetning.
- Om vi ser på att arbeta med metaller, så har CNC-bearbetning fördelen ur ett kostnadsperspektiv. Detta gäller även för små mängder. Däremot gäller fortfarande geometribegränsningar här.
- Om repeterbarhet, snäv tolerans och en perfekt ytfinish är högt prioriterade, gå med CNC-bearbetning.
Slutordet
3D-utskrift är fortfarande en relativt ny teknik, och dess kamp om marknadsdominans har bara börjat. Ja, det finns dyra och toppmoderna 3D-printmaskiner som har minskat gapet till vad CNC-bearbetning kan, men ur prototypperspektivet kan de inte övervägas här. Det finns ingen lösning som passar alla. Att välja den ena framför den andra beror helt på ditt prototypprojekts designspecifikationer.
Om författaren:
Peter Jacobs
Peter Jacobs är Senior Director of Marketing på CNC-mästare. Han är aktivt involverad i tillverkningsprocesser och bidrar regelbundet med sina insikter till olika bloggar om CNC-bearbetning, 3D-utskrift, snabbverktyg, formsprutning, metallgjutning och tillverkning i allmänhet.
Jag är Joost Nusselder, grundaren av Tools Doctor, innehållsmarknadsförare och pappa. Jag älskar att testa ny utrustning, och tillsammans med mitt team har jag skapat djupgående bloggartiklar sedan 2016 för att hjälpa trogna läsare med verktyg och pysseltips.
