CNC-bewerking versus 3D-printen:dit is wat productontwerpers moeten weten

Bent u een productontwerper die prototypes wil maken of massaproductie wil ondergaan? Als dat zo is, staat u waarschijnlijk op een kruispunt bij het kiezen tussen CNC-bewerking en 3D-printen om uw producten te maken.

CNC-bewerking en 3D-printen, twee van de meest populaire productiemethoden van vandaag, kunnen bijna elk productontwerp maken dat u bedenkt. Elke methode heeft echter zijn unieke werkingsmodus, voordelen en mogelijkheden, waardoor ze ideaal zijn voor verschillende technische ontwerpscenario's.

Dit artikel behandelt enkele belangrijke gebieden die u moet evalueren voordat u kiest voor CNC-bewerking of 3D-printen voor uw productontwikkelingsproject. Daarnaast zullen we nuttige informatie verstrekken over elk proces, produceerbare kenmerken, materiaalgeschiktheid en nabewerkingsopties.

De processen vergelijken:CNC-bewerking versus 3D-printen

CNC-bewerking en 3D-printen lijken qua werking op elkaar:ze zetten een 3D CAD-model (computer-aided design) om in een set computerinstructies om autonoom onderdelen te fabriceren. Deze fabricageprocessen verschillen echter in de manier waarop ze onderdelen fabriceren.

CNC-bewerking

CNC-bewerking is een subtractieve fabricage methode. Het omvat het verwijderen van delen van materiaal van een blok (of werkstuk) om het gewenste onderdeel te maken met behulp van snijgereedschappen. Computer Numerical Control (CNC)-technologie regelt de bewegingsvolgorde van het snijgereedschap (en werkstuk) om het gewenste onderdeel te maken.

Afbeelding 1:CNC-bewerkingsproces

3D-printen

3D-printen is een additive manufacturing methode. Het gaat om het laag voor laag toevoegen van materialen om het gewenste product te vormen. Het proces vereist geen speciaal gereedschap of bevestigingsmateriaal.

Figuur 2:3D-afdrukproces

Geometrie, minimale functiegrootte en kostenverschillen

De subtractieve aard van CNC-bewerkingen maakt het mogelijk om een ​​breed scala aan complexe geometrieën te creëren met een minimale kenmerkgrootte van 1 mm. Zo zijn CNC-freesmachines ideaal voor het maken van gaten, schuine sneden en holtes, terwijl CNC-draaibanken beter geschikt zijn voor complexe cilindrische vormen.

Figuur 3:Rendering van een CNC gefreesd onderdeel

Het kan echter een uitdaging zijn om verborgen functies en ondersnijdingen te maken met behulp van CNC-machines.

3D-printers elimineren de geometrie-uitdaging en beperking bij CNC-bewerking, waardoor u complexe geometrieën kunt fabriceren. De meeste 3D-printers hebben echter minimale functiegroottes tussen 0,25 mm en 0,8 mm en brengen aanzienlijke productiekosten en doorlooptijd met zich mee, vooral voor onderdelen met een groot volume.

Bovendien kunnen kleine variaties in de grootte van uw product uw productiekosten voor 3D-printen aanzienlijk verhogen.

Beschouw bijvoorbeeld het 3D CAD-model van een kubus van 100x100x100 mm zoals weergegeven in figuur 4. Het zou je verbazen te weten dat deze kubus het dubbele volume heeft van een kubus van 80x80x80 mm. Als u besluit om dit grote volumedeel in 3D te printen, kunt u verwachten dat u meer grondstoffen gebruikt en twee keer zoveel betaalt als voor de kleinere kubus.

Afbeelding 4:Variatie in productgrootte kan uw productiekosten voor 3D-printen aanzienlijk verhogen.

Beschikbare materiaalopties

CNC-machines zijn compatibel met een breed scala aan materialen, waaronder metalen, kunststoffen, hout en composieten, zolang deze materialen maar in blokken beschikbaar zijn. Veelgebruikte materialen voor CNC-bewerking zijn bijvoorbeeld aluminium, roestvrij staal, messing, titanium, zinklegering, polycarbonaat-acryl, polypropyleen en PEEK.

Afbeelding 5:Rendering van een CNC-gefreesd aluminium onderdeel

3D-printers zijn ook compatibel met verschillende materialen, maar worden vaker gebruikt voor kunststoffen (zoals ABS, nylon, PLA, ULTEM en PEEK), keramiek en fotopolymeren. Je kunt ook metalen zoals aluminium, titanium en superlegeringen in 3D printen, maar houd er rekening mee dat 3D-geprinte metalen niet goedkoop zijn.

Figuur 6:Rendering van een 3D-geprint plastic

Verschillen in oppervlakteafwerking

CNC-machines en 3D-printers kunnen onderdelen produceren met extreem gladde oppervlakken. Als uw onderdelen echter uitzonderlijke gladheid vereisen om te passen bij andere onderdelen, kunt u overwegen om CNC-machines te gebruiken om ze te fabriceren. CNC-machines hebben een groot bedieningsbereik, waardoor u nauwe toleranties en een hogere mate van oppervlaktekwaliteit kunt bereiken.

Desalniettemin bieden CNC-bewerking en 3D-printen een breed scala aan opties voor oppervlakteafwerking. Zo kunt u met CNC-gefreesde onderdelen anodiseren, poedercoaten, parelstralen en passiveren. Evenzo omvatten oppervlakteafwerkingsopties voor 3D-geprinte onderdelen plating, parelstralen en warmtebehandelingen om het product te versterken.

Figuur 7:Rendering van een geanodiseerd aluminium onderdeel

Figuur 8:Rendering van een CNC-gefreesd onderdeel met poedercoating

Meer informatie:Oppervlakteafwerking en de oppervlakteruwheidstabel

3D-printen versus CNC-bewerking:hoe u de ideale methode kiest

Zoals we hebben besproken, kunnen CNC-bewerkingen en 3D-printen beide veel soorten onderdelen fabriceren.

Zoals we onze klanten bij Gensun echter altijd vertellen, is er geen perfecte, one-size-fits-all productiemethode. De ideale methode hangt voornamelijk af van uw productontwerp, geometrie, toleranties en vereisten voor oppervlakteafwerking. We raden u aan samen te werken met een eersteklas machinewerkplaats met technici die uw toepassingsbehoeften met u kunnen bespreken.

Gensun Precision Machining is een toonaangevende leverancier van CNC-bewerkings- en 3D-printdiensten in Azië. We hebben een team van zeer ervaren ingenieurs en machinisten en ultramoderne productietechnologieën om uw product goed te krijgen.

Lees meer over onze CNC-bewerkings- en 3D-printservices.