Створення прототипу — це чудова ідея для перевірки вашого дизайну перед створенням моделі, готової до виробництва. 3D-принтери та обробка з ЧПУ є життєздатними варіантами, але кожен має певні переваги та обмеження на основі різних параметрів проекту. Отже, який варіант кращий? Якщо ви перебуваєте в цій загадці, то ця стаття саме те, що вам потрібно. Ми детально зануримося в обидві технології та обговоримо багато ключових факторів, щоб допомогти вам вирішити, що найкраще підходить для потреб вашого проекту.
У цьому пості ми розглянемо:
3D-друк проти обробки з ЧПУ: у чому різниця?
Перш ніж перейти до деталей, найкраще добре оволодіти основами. Основна відмінність між 3D-друком і обробкою з ЧПУ полягає в тому, як досягається кінцевий продукт.
3D-друк - це адитивний процес виробництва. Це означає, що кінцевий продукт створюється за допомогою 3D-принтера, який накладає послідовні шари матеріалу на робочу пластину, доки продукт не досягне остаточної форми.
З іншого боку, обробка з ЧПУ є субтрактивним процесом виробництва. Ви починаєте з блоку матеріалу, який називається заготівлею, і машиною видаляєте або видаляєте матеріал, щоб залишити його з кінцевим продуктом.
Як вибрати те, що найкраще відповідає потребам вашого проекту?
Кожен із двох методів виробництва має певні переваги в конкретних сценаріях. Розглянемо кожен окремо.
1. Матеріал
При роботі з металами, Машини з ЧПУ мають явну перевагу. Загалом 3D-друк більше зосереджений на пластику. Існують технології 3D-друку, які можуть друкувати метал, але з точки зору створення прототипів вони можуть бути дуже дорогими, оскільки ці промислові машини можуть коштувати понад 100,000 XNUMX доларів.
Іншим недоліком 3D-друку металу є те, що ваш кінцевий продукт не такий структурно міцний, як та сама частина, виготовлена шляхом фрезерування суцільної заготовки. Ви можете підвищити міцність надрукованої на 3D-принтері металевої деталі шляхом термічної обробки, що може призвести до різкого зростання загальної вартості. Що стосується суперсплавів і ТПУ, то вам доведеться використовувати 3D-друк.
2. Обсяги виробництва і собівартість
Якщо ви шукаєте швидкі одноразові прототипи або невеликі обсяги виробництва (низькі двозначні числа), тоді 3D-друк дешевший. Для більших обсягів виробництва (від двозначних цифр до кількох сотень) фрезерування з ЧПК є оптимальним варіантом.
Початкові витрати на адитивне виробництво зазвичай нижчі, ніж субтрактивне виробництво одноразових прототипів. З огляду на це, усі деталі, які не потребують складної геометрії, можна виготовити більш економічно за допомогою обробки з ЧПУ.
Якщо ви дивитесь на обсяги виробництва понад 500 одиниць, традиційні технології формування, такі як лиття під тиском, є набагато економічнішими, ніж адитивні та субтрактивні технології виробництва.
3. Складність конструкції
Обидві технології мають певні обмеження, але в цьому контексті 3D-друк має явну перевагу. Обробка з ЧПК не може обробляти складні геометрії через такі фактори, як доступ до інструменту та зазори, тримачі інструменту та точки кріплення. Ви також не можете обробляти квадратні кути через геометрію інструменту. 3D-друк забезпечує набагато більше гнучкості, коли мова йде про складну геометрію.
Іншим аспектом, який слід враховувати, є розмір деталі, яку ви створюєте. Верстати з ЧПК краще підходять для обробки великих деталей. Не те, щоб 3D-принтери були недостатньо великими, але з точки зору створення прототипів пов’язані витрати з масивним 3D-принтером роблять їх неможливими для роботи.
4. Точність розмірів
Для деталей, які вимагають жорстких допусків, обробка з ЧПУ є однозначним вибором. Фрезерування з ЧПУ може досягати рівнів допуску від ± 0.025 до 0.125 мм. У той же час 3D-принтери зазвичай мають допуск близько ± 0.3 мм. За винятком принтерів з прямим лазерним спіканням металу (DMLS), які можуть досягати допуску лише ± 0.1 мм, ця технологія надто дорога для створення прототипів.
5. Оздоблення поверхні
Обробка з ЧПУ є очевидним вибором, якщо чудова обробка поверхні є важливим критерієм. 3D-принтери можуть забезпечити досить хорошу підгонку та обробку, але обробка з ЧПУ – це шлях, якщо вам потрібна чудова обробка поверхні для поєднання з іншими деталями вищої точності.
Спрощений посібник, який допоможе вам вибрати
Ось короткий посібник, який допоможе вам вибрати між 3D-друком і обробкою з ЧПУ:
- Якщо ви шукаєте швидке прототипування, яке включає складну геометрію для одноразового прототипу або надзвичайно невеликого виробництва, то 3D-друк буде ідеальним вибором.
- Якщо ви бажаєте більшого виробництва з кількох сотень деталей із відносно простою геометрією, вибирайте обробку з ЧПК.
- Якщо ми подивимося на роботу з металами, то з точки зору вартості, ЧПУ має перевагу. Це стосується навіть невеликих кількостей. Однак тут все ще діють обмеження щодо геометрії.
- Якщо повторюваність, точні допуски та ідеальна обробка поверхні є пріоритетними, вибирайте обробку з ЧПУ.
Заключне слово
3D-друк все ще є відносно новою технологією, і її боротьба за домінування на ринку тільки почалася. Так, є дорогі та найсучасніші машини для 3D-друку, які скоротили розрив до того, на що здатна обробка з ЧПК, але з точки зору прототипування їх тут не можна розглядати. Універсального рішення для всіх не існує. Вибір одного над іншим повністю залежить від специфікацій дизайну вашого прототипного проекту.
Про автора:
Пітер Джейкобс
Пітер Джейкобс є старшим директором з маркетингу в Майстри ЧПУ. Він активно бере участь у виробничих процесах і регулярно публікує свої ідеї в різних блогах про обробку з ЧПУ, 3D-друк, швидке виготовлення інструментів, лиття під тиском, лиття металу та виробництво в цілому.
Я Йост Нуссельдер, засновник Tools Doctor, контент-маркетолог і тато. Я люблю випробовувати нове обладнання, і разом зі своєю командою я створюю детальні статті в блозі з 2016 року, щоб допомогти лояльним читачам інструментами та порадами щодо виготовлення.
